Теоретические основы организации производства

УДК 658.5:621(075.8) ББК 65.304.15-80я73 Н73 РЕЦЕНЗЕНТЫ: Е. Н. Ведута, д-р экон. наук, проф. кафедры Национальной экономики РОССИЙСКОЙ экономической академии им. Г. В. Плеханова; О. Н. Дунаев, д-р экон. наук. проф., зав. кафедрой Теории и практики управления Института переподготовки кадров Уральского государственного технического университета; М. В. Радиевский, д-р экон. наук, проф. кафедры Экономики и управления научными исследованиями, проектированием и производством Белорусской государственной политехнической академии; А. К. Феденя, канд. экон. наук, зав. кафедрой Менеджмента Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники 1 ВВЕДЕНИЕ Теоретические основы организации производства – научная дисциплина об организации производства на предприятиях машиностроения (в том числе радиоэлектронного приборостроения), углубляющая и развивающая применительно к предприятию рациональное сочетание во времени и пространстве всех основных (технологических), вспомогательных и обслуживающих процессов. Хотя особенности и метод этого сочетания различны в разных производственных условиях, при всем их разнообразии организация производственных процессов, как правило, подчинена некоторым общим принципам: специализации, пропорциональности, параллельности, прямоточное™, непрерывности, ритмичности, автоматичности, профилактики, конструктивной и технологической стандартизации, гибкости, оптимальности и др. Соблюдение этих принципов лежит в основе рациональной организации производственных процессов и является необходимой предпосылкой выполнения предприятием плановых заданий с наиболее благоприятными технико-экономическими показателями: высокой производительностью труда, минимальной себестоимостью продукции, заданным качеством и конкурентоспособностью продукции, максимальной прибыльностью и рентабельностью производства, кратчайшей продолжительностью производственного цикла, минимальной оборачиваемостью оборотных средств и т. д. Современное машиностроительное предприятие представляет собой сложный производственно-хозяйственный комплекс, в распоряжении которого находятся здания и сооружения, машины и оборудование, сырье и материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия, топливо и другие средства производства, а также людские ресурсы, необходимые для выполнения производственных процессов, т. е. процессов превращения предметов труда в продукты труда. В ходе производства продуктов труда необходимо организовать четкое взаимодействие коллективов отдельных подразделений предприятия, координировать их взаимодействие и взаимосвязи. Прежде всего рационально должен быть организован производственный процесс изготовления продукта труда, выбраны оптимальные формы организации движения материала, обеспечивающие минимальное время пребывания его в процессе производства, должна быть отработана производственная структура предприятия, выбрана рациональная система управления на основе широкого использования средств механизации и автоматизации управленческого труда. В процессе производства на предприятиях машиностроения и особенно радиоэлектронного приборостроения потребляется большое количество разнообразных материалов и комплектующих изделий. В этом случае необходима рациональная организация обеспечения производства всеми видами материальных ценностей, хранения, учета и выдачи их в цехи и на рабочие места. При производстве изделий машиностроения, как правило, 2 используется множество различных видов режущих, абразивных и мерительных инструментов и приспособлений. Для того чтобы процесс производства основной продукции предприятия протекал непрерывно, необходима организация своевременного и качественного изготовления оснащения. На предприятиях машиностроения, как правило, установлено много самого разного оборудования. Исключительно важное значение имеет задача организации правильной эксплуатации оборудования и поддержания его в работоспособном состоянии. Для современных предприятий, работающих в условиях рыночной экономики, характерен процесс модернизации и обновления выпускаемой продукции, что требует соответствующей организации научноисследовательских и опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства, организационной подготовки и освоения выпуска новых или усовершенствованных изделий. При этом необходимо обеспечивать максимальное сокращение продолжительности цикла создания и освоения нового изделия на всех стадиях и этапах внедрения его в серийное или массовое производство. Одновременно следует снижать затраты как на техническую подготовку, так и на освоение и промышленное изготовление. Эти вопросы наиболее актуальны для производства радиоэлектронной техники, где темпы ускорения технического прогресса наиболее высоки. Обновление продукции данного профиля происходит в среднем через 5-6 лет. Поэтому сокращение цикла "наука - разработка - производство" является одной из основных задач, которая может быть решена лишь с помощью наиболее современных методов организации научно-исследовательских разработок, технической подготовки производства, промышленного освоения и производства новой техники и управления им. Конкретные методы организации производства в значительной степени определяются конструктивными особенностями выпускаемой продукции, спецификой технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий. Соответственно решение вопросов организации производства и управления им на предприятиях должно базироваться на всестороннем и глубоком изучении конструкций изделий, технологических процессов их изготовления, организации труда работников предприятия. Руководитель современного предприятия или его подразделения должен знать теоретические основы организации производства, владеть методами внутризаводского планирования и экономического анализа, а также методами обоснования принимаемых им технических и хозяйственных решений. • Инженер, кем бы он ни был, - конструктором, технологом, мастером участка или хозяйственным руководителем, должен обеспечивать на своем участке работы наибольшую эффективность при минимальных затратах общественного труда. Создавая новую технику, инженер-конструктор обязан учитывать экономические показатели, связанные с ее производством и эксплуатацией. Инженер-технолог должен уметь выбрать экономически 3 выгодные технологические процессы изготовления новой техники. Инженерэкономист должен уметь определять экономическую эффективность создания и освоения новой техники как на стадии ее производства, так и на стадии эксплуатации, выбирать ресурсосберегающие технологические процессы и наиболее рациональные формы их организации, планировать работу по изготовлению техники, осуществлять учет и анализ производственнохозяйственной деятельности. Наука об организации производства имеет активный характер. Она не только учит, но и воспитывает у руководителей производства независимо от того, на каком участке они работают, нетерпимое отношение к недостаткам, проявлениям бесхозяйственности и расточительства. Эта наука помогает бороться за режим экономии, внедрять наиболее совершенные методы ведения производственно-хозяйственной деятельности, получать максимальную прибыль и рентабельность производства. Целью настоящей книги является рассмотрение во взаимосвязи наиболее важных вопросов и факторов науки об организации производства, обеспечивающих эффективное функционирование промышленного предприятия - первичного звена материального производства. Книга написана в виде курса лекций по организации производства, а также может служить базой для курсов "Внутризаводское планирование", "Научная организация труда и техническое нормирование", "Основы менеджмента" и других дисциплин и рекомендована Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники в качестве учебного пособия. Автор глубоко благодарен рецензентам за ценные замечания и предложения, а также выражает искреннюю признательность студентам Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники А. В. Жданку, А. П. Музыченко, Д. О. Попову, А. В. Турко за техническую помощь при подготовке материалов для данной книги. 4 ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА Глава 1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ НАУКИОБ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА Историю формирования и развития науки "Организация производства на промышленном предприятии" можно проследить начиная с первой половины XVIII в., когда английский предприниматель в области текстильной промышленности, механик по образованию Р. Аркрайт (1732-1792) создал "Фабричный кодекс", предусматривавший систему штрафов за нарушение трудовой дисциплины в процессе производства и казарменный режим для рабочих. В этом кодексе записано: "Рабочие должны работать строго по расписанию, ...должны есть, жить и спать по команде. За каждое отклонение от расписания штраф». Размер штрафа зависел от того, насколько рабочий отклонялся от расписания. К. Маркс назвал этот кодекс капиталистической карикатурой "...общественного регулирования процесса труда, которое становится необходимым при кооперации в крупном масштабе и при совместном применении средств труда, особенно машин". Однако, несмотря на примитивность, "Фабричный кодекс" Аркрайта положил начало формированию науки об организации производства, явился первым теоретическим документом для регулирования общественного труда на предприятии и более сотни лет использовался на предприятиях разных стран мира. В конце XIX столетия, когда капитализм вступил в монополистическую стадию, ему понадобились более тонкие методы регулирования общественного труда, чем примитивные "законы" Аркрайта. Эти методы разрабатывались в последующем многими учеными мира. Основоположником разработки принципов научной организации труда считается американский инженер Ф. У. Тейлор (1856-1915). Основные положения его теории изложены в работах "Управление фабрикой" (1903 г.) и "Принципы научного управления" (1911 г.). К числу предложенных Тейлором принципов организации труда относятся: замена традиционных, рутинных приемов выполнения работы методами и правилами, выработанными на основе обобщения опыта и специального изучения времени, необходимого для выполнения работы; отбор рабочих и систематическое обучение их новым приемам работы; отделение подготовки от исполнения, в частности освобождение основного рабочего от выполнения функций, связанных с расчетом и подготовкой работ, и передача их специальным исполнителям; введение так называемой дифференцированной оплаты труда, при которой лишь выполняющим "урок" сохраняется установленный размер оплаты, а при недовыполнении его, что естественно для большинства работающих, размер 5 оплаты за каждую выполненную единицу работы снижается (как правило, на 20-30% установленной ставки). Эта система содержала скрытую форму штрафа для большинства рабочих. Совокупность перечисленных выше принципов образует систему организации труда и управления производством, получившую название по имени автора. Система Тейлора использует достижения науки и техники с целью извлечения максимума прибавочной стоимости. Структурно она представляет собой совокупность методов организации и нормирования труда и управления производственными процессами, подбора, расстановки и оплаты рабочей силы, направленных на существенное повышение производительности и интенсивности труда. Разработанный Тейлором аналитический метод нормирования труда основан на непосредственном измерении затрат времени на выполнение определенных операций и видов работе помощью хронометражных наблюдений. Этот метод сводится к расчленению всех трудовых операций на простые трудовые действий и приемы, к устранению излишних и бесполезных операций, к изучению способов выполнения высококвалифицированными рабочими отдельных элементов работ и отбору из них наиболее быстрых и удачных. Современные американские исследователи подвергают критике систему Тейлора за то, что в ней переоцениваются те пределы, до каких заработная плата могла составлять единственный мотив поднятия производительности труда рабочих, и недооцениваются творческие ресурсы рабочих - наиболее перспективные резервы роста производительности труда. Несмотря на это, система Тейлора послужила основой для современных систем организации труда на многих промышленных предприятиях разных стран мира и широко используется при становлении школ "научной организации труда" и "научного менеджмента". Ф. Тейлор не был одинок в своей новаторской деятельности. Целая плеяда его последователей внесла свой вклад в развитие науки об организации производства. Среди них следует выделить Г. Ганта (1861-1919), наиболее близкого ученика Ф. Тейлора, занимавшегося разработками в области методики премиальной оплаты труда, впервые составившего карты-схемы для производственного планирования и контроля, а также внесшего вклад в разработку теории лидерства. Ф. Тейлор и его соратники занимались рационализацией труда отдельного рабочего, не пытаясь установить взаимосвязи и кооперацию труда между рабочими на отдельных участках и предприятия в целом. Эту проблему решил видный американский ученый Г. Эмерсон (1853-1931), который в своей книге "Двенадцать принципов производительности" (1911 г.) впервые изложил систему научной организации и управления коллективным трудом. При этом он отметил необходимость комплексного подхода к решению сложных задач организации и управления производством с учетом их эффективности (понятие, введенное им впервые). Под эффективностью Г. Эмерсон понимал максимально выгодное соотношение между затратами и результатами. Кроме 6 того, он предложил идею создания компетентной комиссии по проведению практической работы в области организации производства в промышленности. Основная задача этой комиссии (консультативной фирмы) сводилась к оказанию практической помощи отдельным предприятиям и фирмам в организации производства и управления, а также к подготовке и переподготовке кадров управления. В настоящее время таких консультативных фирм во всех развитых странах мира насчитывается десятки и даже сотни, например в США их свыше 500, в Англии - около 270 и т. д. Почти одновременно с Г. Эмерсоном значительный вклад в развитие науки об организации производства осуществил французский исследователь А. Файоль (1841-1925), создавший систему управления производством, основанную на выделении следующих групп функций: технических, коммерческих, финансовых, охраны, счетных, административных и задач управления - предвидение, планирование, организация, координация и контроль. "Управлять производством, - утверждал А. Файоль, - значит вести предприятие к поставленной цели, извлекая максимальные возможности из всех имеющихся в распоряжении ресурсов". Принципы организации любой администрации, по мнению А. Файоля, таковы: "Разделение труда, власть (авторитет и ответственность), дисциплина, единство командования, подчинение индивидуальных интересов общему интересу, вознаграждение, централизация, сколярная цепь (линия власти), порядок, равенство, устойчивость должностей кадрового состава, инициатива, корпоративный дух". В 1913 г. американский капиталист Г. Форд-старший (1863-1947) на принадлежащих ему автомобильных заводах внедрил новую систему организации производства (поточные методы), основанную на развитии систем Ф. Тейлора и Г. Эмерсона. Эта система получила название по имени ее создателя "фордизм". Система Г. Форда характеризуется следующими основными положениями: максимальным разделением труда, в результате которого почти все операции производственного процесса становятся простыми и могут выполняться рабочими низкой квалификации при исключительно напряженном темпе работы, задаваемом скоростью движения конвейера и других механических регуляторов ритма труда; механизацией и автоматизацией многих процессов производства на основе разделения их на простейшие операции; последовательной стандартизацией всех факторов производства, включая сырье, оборудование, инструмент, технологические режимы, трудовые приемы и формы организации. В основу этой системы был положен сборочный конвейер, который привнес в производство технические, технологические и особенно организационные новшества, а именно: разработку вопросов организации массового поточного производства, в частности, организацию предметных участков и линий с прямоточным характером производства (обеспечивающих в дальнейшем возможность автоматизации процессов производства), высокий 7 уровень стандартизации элементов производства, организацию системы внутризаводского транспорта и др. Внедрение конвейерной сборки изделий наряду с техническими новшествами привело к резкому повышению производительности труда и снижению себестоимости продукции, положило начало массовому производству. В частности, время сборки автомобиля сократилось с 12 до 1,5 ч, цикл изготовления - с 21 до 3 дней, затраты на изготовление автомобиля снизились с 750 до 300 долл. Заметный вклад в разработку теории и практики организации производства внесли также: К. Адамецки (1866-1933), создатель теории построения производственных процессов во времени, разработавший графики движения деталей по операциям и формулы для расчета производственного цикла; Э. Мейо, сделавший вывод о примате психологических и социальных факторов в производительности труда и необходимости глубокого исследования "человеческих отношений"; Г. Б. Мейнард и его сотрудники (40-е годы), разработавшие систему микроэлементного нормирования труда, основы которой были заложены в начале XX в. Ф. Б. Гильбретом (1868-1924); М. Уолкер, Д. Келлии, Д. Малькольм (50-е годы), создавшие систему сетевого планирования и управления (СРМ и PERT) исследованиями и разработками новой техники; У. Одчи, в 70-80-е годы разработавший систему "теория зет", в которой предусматриваются возможности переноса японских методов организации производства в другие страны. Среди наших соотечественников можно назвать: А. К. Гастева (1882-1941), автора таких известных работ, как "Трудовые установки" и "Как надо работать", в которых, в частности, были заложены принципы программированного обучения трудовым движениям; в дальнейшем он сыграл видную роль в развитии стандартизации, возглавив в 1932 г. Всесоюзный комитет стандартизации при Совете труда и обороны; П. М. Керженцева (1881-1940), разработавшего основные принципы производства и научной организации труда; О. А. Ерманского (1866-1941), автора таких книг, как "Научная организация труда и система Тейлора", "Легенда о Форде", "Теория и практика рационализации", получивших большую известность в 20-30-е годы; В. И. Иоффе (1886-1947), создавшего систему микроэлементных нормативов времени для технического нормирования труда; О. И. Непорента (1886-1966), разработавшего научную теорию организации производственного процесса во времени, в том числе видов движения партии деталей по операциям; Л. В. Канторовича (1912-1986), заложившего основы линейного программирования и применившего их в планировании производства; Б. Я. Каценбогена( 1897-1956), разработавшего теорию и методику использования поточных методов производства на серийных заводах, успешно примененных на оборонных заводах страны в период Великой Отечественной войны; Э. А. Сателя (1885-1968), первым указавшего на необходимость комплексного решения конструкционных, технологических, организационных, эксплуатационных и экономических проблем современного производства. 8 Кроме того, значительный вклад в развитие науки об организации производства внес проф. С. П. Митрофанов, разработавший научные принципы групповых методов обработки деталей, за которые ему была присуждена Ленинская премия. Эти принципы получили; распространение во всем мире, открыли широкие возможности не только для автоматизации производственных процессов, но и для распространения высокоэффективных групповых поточных линий в серийном и мелкосерийном производствах. При этом сократились сроки технологической подготовки производства. В современных условиях вопросы совершенствования организации производства и управления им стали специальной отраслью знаний, сферой деятельности десятков и сотен научно-исследовательских организаций, государственных и частных, а также консультативных фирм. Круг решаемых этими организациями вопросов очень широк и охватывает как организационнотехнические и технико-экономические, так и психофизиологические и социально-психологические аспекты организации производства и управления им. Это свидетельствует о небывалом расширении арсенала средств и методов повышения эффективности производства. Глава 2. ПРЕДМЕТ, СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ КУРСА 2.1. Понятие и основные задачи курса Организация производства - учебный курс, нацеленный на изучение: теоретических и методических вопросов организации производства на предприятиях машиностроения (в том числе радиоэлектронного приборостроения); условий и факторов рационального согласования действий работников предприятий при использовании предметов и орудий труда в производственном процессе на основе применения знаний в области техники, экономики и социологии аналитических приемов и передового опыта, направленных на достижение поставленных целей по выпуску определенных продуктов труда соответствующего качества и количества. Предприятия машиностроения и радиоэлектронного приборостроения характеризуются весьма значительной расчлененностью производства в пространстве. Они, как правило, имеют сравнительно небольшое число крупных агрегатов одновременного действия, но зато много агрегатов, станков и оборудования других видов для изготовления и обработки большого числа деталей различных видов, массы и размеров. При этом по отношению к разным деталям в зависимости от технических требований применяются различные технологические процессы: для изготовления заготовок применяются методы литья, давления (холодная или горячая штамповка), резания; для обработки детали - резание, термическая, электрофизическая и электрохимическая обработка, литье и прессование пластмасс, литье и обработка керамических масс; для изготовления сборочных единиц - методы свинчивания, сочленения, сварки, пайки, склеивания; жгутовой и печатный монтаж; гравировка и 9 столярные работы; регулировка, настройка и др. Расчлененность производства в пространстве, многоагрегатность, многономенклатурность, многооперационность и большое разнообразие технологических процессов, применяемых при изготовлении деталей и сборочных единиц, отличают машиностроительные (радиоэлектронные) предприятия от предприятий других отраслей производства. Этими особенностями обусловлена сложность потоков движущихся и обрабатываемых заготовок и деталей на предприятиях, поэтому весьма важна организация производства, в частности согласование и регулирование движения всех многообразных производственных потоков во времени и пространстве. Кроме того, организация производства предполагает координацию движения трудовых элементов по операциям и рабочим местам, благодаря которым достигаются равномерная, ритмичная работа и высокие техникоэкономические показатели. Объектами организации производства на предприятии являются производственные системы различных уровней, в которые входят люди и подчиненные им средства труда. Организация производства призвана обеспечивать: во-первых, формирование наиболее рационального состава работников и средств труда производственной системы для выпуска необходимой обществу продукции требуемого качества (конкурентоспособной) в установленные сроки и в заданном объеме; во-вторых, установление наиболее рациональных взаимосвязей между всеми элементами производственной системы; в-третьих, непрерывное развитие производственной системы в направлении повышения ее эффективности и наибольшего соответствия изменяющимся условиям ее взаимодействия со своей внешней средой. Организация производства охватывает все составляющие производственной системы и все аспекты ее производственно-хозяйственной деятельности. Поэтому в качестве важнейших составных частей она включает: • организацию труда работников предприятия как процесс установления и совершенствования способов выполнения и условий протекания процессов труда; • организацию производственных процессов во времени и пространстве как процесс функционального, пространственного и временного сочетания и связи вещественных и личных факторов производства; • организацию поточных методов производства как процесс предметного сочетания рабочих мест на участке, объединяющий различные группы оборудования для законченного цикла обработки деталей или сборки изделий; • организацию автоматического и гибкого автоматизированного производства как процесс комплексной механизации и автоматизации не только технологических операций, но и вспомогательных приемов работы (установочных, контрольных, обслуживающих, транспортных, командных, т. е. управляющих); • организацию вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия как процесс комплексного обслуживания основных цехов 10 предприятия по всем функциям, выходящим за пределы их основной специализации; • организацию технического контроля качества продукции как процесс установления качества, выпускаемой продукции на предприятии, обеспечения конкурентоспособности изделий и экономии общественного труда; • организацию технического нормирования труда как процесс установления меры затрат труда на изготовление единицы продукции или выполнение заданного объема работы за определенный период времени; • организацию и планирование создания и освоения новой техники и новой технологии как процесс создания новой и улучшения действующей техники и технологии с учетом технических, организационных, экономических и социальных мероприятий; • организацию управления как процесс создания и совершенствования систем управления и способов их функционирования. Рациональная организация производства состоит в том, чтобы интегрировать всю совокупность разнородных компонентов, реализующих процесс производства, в целостную и высокоэффективную производственную систему, все элементы которой тщательно "пригнаны" друг к другу по всем аспектам их функционирования. Организация производства и оптимальное управление им являются важнейшими факторами ускорения научно-технического прогресса. Они обеспечивают наиболее полное и эффективное использование трудовых, материальных и финансовых ресурсов предприятия, снижение себестоимости и повышение качества продукции, рост производительности труда и эффективности производства, существенное сокращение длительности цикла "исследование - проектирование - производство - реализация" и повышение темпов обновления продукции и технического развития производства. Теоретической основой этой дисциплины являются: "Основы экономической теории", изучающие экономические законы развития производства, и "Экономика предприятия", в которой раскрываются действия объективных экономических законов на предприятии, пути и тенденции развития, формы специализации и кооперирования предприятия. Главной целью данной дисциплины является создание условий, при которых обеспечивается успешное выполнение плановых заданий каждым производственным подразделением предприятия и предприятием в целом по всем показателям и с высокой эффективностью производства. Поставленная перед предприятием и его подразделениями цель достигается путем повседневного решения множества частных задач, направленных на изыскание и использование возможностей: • повышения эффективности производства, его интенсификации на основе научно-технического прогресса и наиболее полного использования резервов производства; • увеличения производительности труда и объема выпуска продукции на основе научно-технического прогресса, повышения организации труда, применения прогрессивных систем заработной платы, подъема 11 общеобразовательного уровня работников, повышения качества продукции и дисциплины труда; • повышения эффективности использования основных производственных фондов и оборотных средств предприятия на основе равномерной загрузки оборудования, рациональной организации эксплуатации и ремонта оборудования, обслуживания рабочих мест; • организации работы предприятия с минимальными запасами материалов, полуфабрикатов, топлива, остатков готовой продукции на складах; повышения квалификации и культурно-технического уровня кадров и улучшения условий труда и быта на основе систематической подготовки кадров, оздоровления условий труда и социально-психологического климата, механизации и автоматизации трудоемких и тяжелых работ, улучшения бытового обслуживания, экономического стимулирования; • создания личной заинтересованности каждого работника в хозяйском использовании материальных ценностей предприятия. Кроме того, важной задачей курса организации производства является изучение принципов, методов и форм организации производства и управления им. Современный инженер-экономист должен хорошо знать новую технику и технологию производства, уметь создавать системы управления производством, организовывать быстрое освоение производства новой техники и новой технологии с наименьшими затратами, обеспечивать достижение максимальной прибыльности и рентабельности. 2.2. Предмет, метод и содержание курса Предметом курса организации производства является изучение на основе достижений науки, техники и передового опыта количественных и качественных зависимостей в производстве продукции, определяющих оптимальное сочетание трудовых и вещественных элементов совокупного производственного процесса и путей его бесперебойного и ритмичного протекания в условиях конкретного предприятия исходя из поставленных перед ним целей и задач. Оптимальные количественные и качественные зависимости производственных процессов, параметру и показатели производства продукции являются исходной информацией для разработки планов работы предприятий и их подразделений. Поэтому вопросы организации производства рассматриваются в непосредственной связи с внутризаводским планированием, а решения, зафиксированные в плановых заданиях, проводятся в жизнь с помощью управления. Данный курс формируется на основе опыта организации производства на отечественных и зарубежных предприятиях, анализа достижений передовых, а также причин и недостатков отстающих предприятий, цехов и участков. Изучение курса организации производства осуществляется методом диалектического и исторического материализма, рассматривающего все 12 явления в производственно-хозяйственной деятельности предприятия как естественно-исторический процесс, подчиняющийся определенным законам развития. Все зависимости производственных процессов на предприятии рассматриваются в их взаимной связи, в непрерывном развитии, движении, что дает возможность понять неизбежность причин и закономерностей возникновения новых и совершенствования существующих решений, приемов и методов организации производства. Диалектический подход к вопросам организации производства означает, что любое инженерное и организационное решение или способ изготовления продукции, выполнения операций, какими бы они ни были удачными сегодня, могут быть улучшены или заменены новыми, более совершенными, более эффективными завтра под воздействием технических достижений, изменившихся условий производства или в связи с постановкой новых задач. Поэтому курс организации производства не дает и не может дать готовых точных решений независимо от времени, пространства, предприятия, участка, характера и масштаба выпуска продукции и других условий. Приводится лишь метод подхода к решению задач, исследуются условия, при которых обеспечивается наибольшая эффективность производства, и указываются направления, по которым следует искать решение вопроса. Другими словами, метод диалектического материализма позволяет рассматривать организацию производства как непрерывную творческую работу по поиску путей повышения эффективности производственного процесса на предприятии, при непрерывном повышении уровня социального развития коллектива трудящихся. Для обеспечения высокой действенности этой работы необходимо: вопросы организации производства на предприятии рассматривать в непосредственной связи с вопросами развития промышленности страны; овладевать закономерностями возникновения, развития, совершенствования различных форм и методов организации производства и анализировать причины их отмирания; изучать научные и технические тенденции в развитии производства и их влияние на формы и методы организации; обобщать и внедрять передовой опыт работы отечественных и зарубежных предприятий. Содержанием курса является изучение основных сторон производственной деятельности предприятия, т. е. труда, орудий труда, предметов труда, продукта труда, в частности: условий и факторов наиболее эффективной организации производственных процессов во времени и в пространстве, включая проблемы рационального построения производственных структур и планировок заводов, цехов и участков; вопросов рациональной организации трудовых процессов, в том числе техническое нормирование, организация заработной платы и управление производственными процессами; путей наиболее эффективной реализации достижений в области создания и освоения новой техники и новых технологий, т. е. конструкторских и технологических решений, включая стандартизацию, нормализацию и типизацию; способов перемещения предметов труда в производственном 13 процессе, в том числе организацию внутрицехового и межцехового транспорта; организации рационального обслуживания основного производства во вспомогательных цехах (инструментальном, ремонтном, энергетическом, транспортном и др.) и складском хозяйстве; проблем повышения эффективности капитальных вложений на предприятии, замены старой техники новой и внедрение автоматизированных систем управления; проблем повышения качества выпускаемой продукции и ее конкурентоспособности, включая разработку систем управления качеством продукции; основных направлений снижения издержек производства и роста прибыльности предприятия. 2.3. Взаимосвязь курса организации производства с экономическими и инженерными дисциплинами Содержание и круг вопросов, изучаемых в данном курсе, особенно отчетливо вырисовываются при установлении связи его со смежными экономическими и техническими дисциплинами. Это показывает, что данный курс занимает промежуточное положение между экономическими и техническими дисциплинами. Разработки его решений базируются на знаниях экономических, а также технических и инженерных наук. Поэтому данный курс является инженерно-экономическим. Основы экономической теории служат исходной базой, на которой строится изучение закономерностей развития производства, распределения, обмена и потребления материальных благ (система производственных отношений). Известно, что развитие общественного производства подчинено определенным экономическим законам. Основы экономической теории раскрывают содержание этих законов, механизм их действия и методы использования их людьми в практической деятельности. Экономика отрасли (предприятия) позволяет изучать закономерности развития отрасли и предприятий данной отрасли, раскрывать действие экономических законов, определять пути и тенденции развития производства. Главные положения этих наук служат теоретической основой для построения курса организации производства и определяют методы подхода к решению задач, стоящих перед предприятиями в условиях конкретного производства. Кроме названных дисциплин, тесно связаны с данным курсом и другие экономические дисциплины, способствующие лучшему усвоению его, это внутризаводское планирование, научная организация труда и техническое нормирование, статистика, программирование, история экономических учений, экономическая география, маркетинг, экономическая статистика, менеджмент, бухгалтерский учет и отчетность, аудит, финансы, кредит, анализ производственно-хозяйственной деятельности и другие, на основе которых разрабатываются мероприятия по улучшению организации производства и повышения его эффективности. Технические дисциплины изучают закономерности развития и 14 совершенствования свойств и конструкций предметов труда, орудий и продуктов труда и способов их изготовления, т. е. сырья, материалов, готовой продукции и производственного оборудования. Они непосредственно не связаны с организацией конкретного производства, т. е. с объемом производства, размерами завода, его планировкой и другими чисто организационными мероприятиями. Однако эти дисциплины и прежде всего "Технология машиностроения", "Станки и инструмент", "Основы конструирования изделий", "Прикладная математика", "Применение ЭВМ в инженерных и экономических расчетах", "Основы моделирования и оптимизации управленческих решений" и другие, служат основой для инженерных вопросов организации производства. Разработка вопросов организации производства нередко требует выполнения сложных математических анализов и расчетов, на основе которых выбираются наилучшие варианты решений в условиях данного предприятия, цеха или участка. Поэтому с помощью математических методов можно рассчитывать оптимальные количественные и качественные параметры производства. Задача курса - эффективное использование достижений всей совокупности конкретных экономических наук и технических дисциплин в организации производства и управления им. Организация производства предполагает широкое использование правовой науки, исследующей субъективные стороны управления предприятием, цехом, участком, а также имеет многосторонние связи с философией, социологией, психологией и педагогикой. Данная научная дисциплина не вторгается в область этих наук, ограничивая свою задачу исследованием возможностей их наилучшего использования в методологии и организации управления предприятием. Рассмотренные выше положения о связи данного курса с другими дисциплинами определяют его роль в подготовке инженеров-экономистов как профилирующего предмета. ГЛАВА 3. ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ -СЛОЖНАЯ ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА 3.1. Предприятие как объект организации производства Производственные предприятия (объединения) являются основными производителями промышленной продукции. Силами своих коллективов они осуществляют производственно-хозяйственную деятельность на основе полного хозяйственного расчета, самофинансирования и самоокупаемости (независимо от форм собственности на средства производства), имеют 15 самостоятельный баланс и являются юридическими лицами. Таким образом, они представляют собой относительно обособленные производственнохозяйственные образования (заводы). Из сказанного следует, что предприятие есть обособленный целостный производственно-хозяйственный организм, в котором предполагаются социальное единство, производственно-техническое единство, а также организационно-административное единство и финансово-экономическая самостоятельность. Социальное единство предполагает формирование трудового коллектива, состоящего из разных социальных групп (управленческого персонала, инженерно-технических работников и служащих, рабочих (основных и вспомогательных), младшего обслуживающего персонала), для достижения поставленной цели перед предприятием. Производственно-техническое единство предусматривает: соответствие располагаемого технологического оборудования и имеющихся производственных площадей характеру производства определенной продукции; последовательную связки законченность всех технологических процессов; единство технического и производственного руководства в лице главного инженера, являющегося первым заместителем директора предприятия. Организационно-административное единство предполагает единство трудового коллектива, занятого на предприятии производственнохозяйственной деятельностью, наличие единого управленческого аппарата, а также наличие общих для всего предприятия плана, учета и отчетности, баланса предприятия (объединения). Во главе предприятия как совокупности составляющих его производственных единиц (цехов, участков, служб и т. д.) стоит директор (генеральный директор, управляющий), осуществляющий на основе принципа единоначалия руководство всеми сторонами его деятельности. Финансово-экономическая самостоятельность означает единство материальной базы предприятия в виде имущественных и денежных ресурсов, рентабельность работы на основе хозяйственного расчета, соблюдение режима экономии и получение максимальной прибыли. В экономико-кибернетическом отношении предприятие -это сложная вероятностная система управления производством, основанная на использовании законов кибернетики, экономико-математических методов, теории информации, системно-комплексного подхода, организационной и электронно-вычислительной техники. Главными задачами предприятия являются удовлетворение общественных потребностей (спроса) в его продукции, услугах и реализация на основе полученной прибыли социальных и экономических интересов членов трудового коллектива предприятия и интересов собственника имущества. Виды предприятий. В соответствии с формами собственности могут быть созданы и действовать предприятия следующих видов: основанные на государственной собственности; основанные на коллективной собственности 16 (кооперативные предприятия, акционерные предприятия, предприятия общественных организаций, предприятия религиозных организаций и др.); основанные на собственности граждан (индивидуальные, семейные и др.) частные предприятия; основанные на совместной собственности с иностранными юридическими и физическими лицами; арендные предприятия и т. д. Предприятия на добровольных началах могут создавать различные объединения по отраслевому или территориальному признаку. Начиная с 1973 г. в СССР начали создавать производственные объединения (ПО), научнопроизводственные объединения (НПО) и комбинаты. Производственные и научно-производственные объединения представляют собой единый производственно-хозяйственный комплекс, в состав которого входят предприятия, научно-исследовательские, конструкторские, проектноконструкторские и технологические организации. При образовании ПО учитывают технологическую общность процессов и территориальное расположение предприятий и организаций, однородность выпускаемой продукции и наличие устойчивых кооперированных связей. При создании НПО в отрасли учитывают специализацию предприятий и организацию, их территориальное расположение, наличие научно-технических связей между ними, необходимость полной или частичной централизации выполнения научно-технических и производственно-хозяйственных функций в целях повышения эффективности производства. Производственные единицы, входящие в состав ПО и НПО, как правило, не являются юридическими лицами, и на них не распространяется действие закона о предприятии и других организациях. В объединениях имеются широкие возможности маневрировать средствами производства и создаются условия их более эффективного использования; возникают предпосылки для уменьшения численности работников управления; появляются возможности для улучшения социальнобытовых условий, повышения профессионального и культурного уровня работников объединения. Комбинат - объединение промышленных предприятий разных производственных отраслей, в котором продукты одного предприятия служат сырьем, полуфабрикатом или вспомогательным материалом для другого. Такие объединения, как правило, создаются в металлургической промышленности. За рубежом имеет место более широкий спектр различных видов предприятий и объединений. В последние годы они стали создаваться и в нашей стране. В частности, это фирмы, компании, корпорации, консорциумы, концерны, тресты, картели, синдикаты и др. 3.2. Создание промышленных предприятий и порядок их регистрации Предприятие может быть создано по решению правительства на основе выделенных государством средств для изготовления определенного вида 17 продукции (государственное промышленное предприятие). Оно также может быть создано по решению собственника (собственников) имущества (частные, индивидуальные или коллективные предприятия). Кроме того, предприятие может быть образовано в результате выделения из состава действующего предприятия по инициативе коллектива работников указанного подразделения, если на это есть согласие собственника имущества предприятия и обеспечивается выполнение ранее принятых договорных обязательств (предприятие с коллективной собственностью). Предприятие организуется также на базе структурной единицы ПО или НПО по решению ее трудового коллектива с сохранением обязательств перед объединением данной структурной единицы. В случае, когда для создания предприятия потребуется участок земли, другие природные ресурсы, разрешение на их использование выдается соответствующим органом местной власти, а в предусмотренных законодательными актами случаях - также и первичным природопользователем при наличии положительного заключения соответствующей экологической экспертизы. Предприятие считается созданным со дня .утверждения учредительных документов (учредительного договора, устава, паспорта) и приобретает права юридического лица со дня его государственной регистрации. Государственная регистрация предприятия (объединения) осуществляется соответствующим органом местной власти в городе по месту нахождения предприятия. Для государственной регистрации предприятия собственник имущества представляет: заявление учредителя предприятия, учредительный договор или решение правительства о создании предприятия и устав предприятия. Негосударственные предприятия должны представлять приказ или выписку собрания учредителей (кроме индивидуальных и семейных; гарантийное письмо на производственную площадь; анкетные данные на руководителя; платежное поручение о плате за регистрацию, другие документы по перечню, определяемому правительством. Государственная регистрация предприятия должна быть произведена не позднее чем за 30 дней с момента подачи заявления с предоставлением необходимых документов. Отказ в государственной регистрации предприятия (объединения) может последовать по мотивам нарушения установленного законодательными актами порядка создания предприятия, а также несоответствия учредительных документов требованиям законодательства. Если государственная регистрация предприятия в установленный срок не произведена либо в ней отказано по мотивам, которые учредитель считает необоснованными, то последний может обратиться в суд. За государственную регистрацию с предприятия взимается плата в размерах, установленных законодательством. Полученные средства зачисляются в бюджет района, города, района города по месту регистрации предприятия. Данные государственной регистрации предприятия в десятидневный срок передаются в государственную налоговую инспекцию района по месту регистрации. 18 Предприятие может создавать дочерние предприятия (юридического лица), а также филиалы, представительства и другие подразделения с правом открытия текущих и расчетных счетов и утверждает положение о них. Для осуществления подлежащих лицензированию видов деятельности предприятие обязано получить необходимую лицензию в установленном порядке. Предприятие действует на основе учредительных документов (устава, учредительного договора и др.). Имущество предприятия составляют основные фонды и оборотные средства, а также иные ценности, стоимость которых отражается в самостоятельном балансе предприятия. В соответствии с законодательством и уставом предприятия имущество этого предприятия может принадлежать ему на правах собственности либо полного хозяйственного ведения. Источниками формирования имущества предприятия являются: денежные и материальные взносы учредителей; доходы, получаемые от реализации продукции, работ и услуг, а также от других видов хозяйственной деятельности; доходы от ценных бумаг; кредиты банков и других кредиторов; капитальные вложения и дотации из бюджета; безвозмездные или благотворительные взносы, пожертвования организаций, предприятий и граждан; иные источники, не запрещенные законодательными актами. Предприятие имеет право продавать и передавать другим предприятиям, организациям и учреждениям, обменивать, сдавать в аренду, предоставлять бесплатно во временное пользование либо взаймы принадлежащие ему здания, сооружения, оборудование, транспортные средства, инвентарь и другие материальные ценности, а также списывать с баланса, если иное не предусмотрено законодательством. Безвозмездная передача и предоставление предприятием материальных ценностей другим предприятиям и гражданам осуществляется с разрешения собственника или уполномоченного им органа. Владение землей, использование других природных ресурсов предприятие осуществляет в установленном порядке за плату. Предприятие обязано своевременно осуществлять природоохранные мероприятия, направленные на снижение и компенсацию отрицательного воздействия его производства на природную среду. Оно несет ответственность за соблюдения требований и норм по рациональному использованию, восстановлению и охране земель, вод, недр, лесов и других природных ресурсов, а также возмещает ущерб. Государство гарантирует защиту имущественных прав предприятия. Изъятие государством у предприятия его основных и оборотных средств не допускается. Убытки, причиненные предприятию, возмещаются по решению суда. 3.3. Учредительный договор, устав и паспорт предприятия Учредительный договор составляется учредителями предприятия (если предприятие создается не по решению правительства) и состоит из следующих разделов:!) предмет договора; 2) права и обязанности учредителя; 3) порядок 19 образования имущества и распределение доходов; 4) органы управления предприятием; 5) ответственность сторон; 6) срок действия договора; 7) порядок внесения изменений в договор и порядок расторжения его; 8) порядок прекращения договора. В первом разделе договора отражается, как участники договариваются о создании предприятия; определяются обязательственные стороны взаимоотношений; устанавливаются цель создания предприятия и предмет его деятельности; определяются размер имущества предприятия, в том числе величина уставного фонда, а также размер основных фондов и оборотных средств; приводятся название предприятия, печать и штамп с наименованием предприятия, а также местонахождение (почтовый адрес). Во втором разделе перечисляются права и обязанности учредителей (участие в управлении делами предприятия и контроле за его производственнохозяйственной деятельностью; получение части прибыли и т. д.), определяются порядок и условия приема новых учредителей; порядок выхода из состава уч родителей. В третьем разделе освещаются вопросы, связанные с порядком образования имущества предприятия и распределением доходов. Источниками формирования имущества предприятия являются: денежные и материальные взносы учредителей предприятия; доходы, получаемые от реализации продукции, работ и услуг; доходы от приобретения ценных бумаг; кредиты банков и других кредиторов; безвозмездные или благотворительные взносы; пожертвования организаций предприятий и граждан. Чистая прибыль предприятия образуется после уплаты налогов в бюджет и во внебюджетные фонды, она распределяется в таком порядке: 1) выплата дивидендов учредителям (5-10% каждому учредителю от размера чистой прибыли); 2) формирование фондов по нормативам (фонд производственного развития, материального поощрения и резервный фонд). В четвертом разделе приводятся органы управления предприятием. Высшим органом управления, как правило, является совет учредителей. Лица, входящие в совет учредителей, поочередно председательствуют на заседаниях. Для текущего руководства деятельностью предприятия по контракту нанимают директора предприятия сроком на 2-3 года и другой управленческий персонал. Директор предприятия наделяется большими правами: принимает решения повеем вопросам, не отнесенным уставом и учредительным договором к исключительной компетенции собрания учредителей; принимает и увольняет работников; без доверенности действует от имени предприятия, представляет его интересы в учреждениях и организациях; распоряжается имуществом, заключает договоры, выдает доверенности, открывает в банках расчетные счета, пользуется правом распоряжения средствами, утверждает штаты исполнительного аппарата, издает приказы и дает указания, обязательные для всех работников предприятия. 20 Контроль за деятельностью директора осуществляет ревизионная комиссия. Руководители предприятия не реже одного раза в год отчитываются перед учредителями по результатам производственно-хозяйственной деятельности. Пятый раздел посвящен ответственности сторон. В случае невыполнения взятых на себя обязательств, стороны несут ответственность в соответствии с действующим законодательством. Директор предприятия несет персональную ответственность за качество выпускаемой продукции, рентабельность работы предприятия, своевременность отчисления налогов и отчетность перед налоговой инспекцией, своевременность отчисления дивидендов учредителям. В шестом разделе приведены сроки, на которые составляется учредительный договор. Договор может быть составлен на определенный или неопределенный срок. В седьмом разделе излагаются порядок внесения изменений в учредительные документы и порядок расторжения договора. Изменения вносятся в договор по согласованию сторон или в арбитражном порядке. Изменения к учредительному договору оформляются протоколом, являющимся неотъемлемой частью данного договора. Договор может быть расторгнут в случае реорганизации или ликвидации предприятия, а также при изменении формы собственности. В восьмом разделе описывается порядок прекращения договора. Договор прекращается, если в составе учредителей остается менее двух представителей. Порядок ликвидации регламентируется уставом. Предприятие (объединение) приобретает связанные с его производственно-хозяйственной деятельностью права и обязанности со дня утверждения устава, а со дня регистрации оно становится юридическим лицом. Устав - основной документ, определяющий задачи, права и область деятельности предприятия, положение его в отрасли и в системе финансовых и хозяйственных органов. Он утверждается учредителями предприятия. Устав включает следующие разделы: 1) общие положения; 2) учредители предприятия; 3) уставный фонд предприятия; 4) производственнохозяйственная деятельность предприятия; 5) порядок образования имущества предприятия; 6) организация, оплата и дисциплина труда; 7) социальное обеспечение; 8) управление предприятием; 9) прекращение деятельности предприятия. В первом разделе приводят точное наименование предприятия, его местонахождение (почтовый адрес), наименование органа, которому предприятие непосредственно подчинено, цель создания и вид деятельности, а также то, что имущество предприятия является собственностью учредителей и предприятие имеет право создавать дочерниепредприятия в других городах, участвовать в акционерных обществах, ассоциациях и других организациях. Второй раздел содержит указание на то, что предприятие учреждено решением правительства или в соответствии с учредительным договором. Если предприятие создано на основе учредительного договора, то перечисляются все 21 учредители. В третьем разделе указываются размер уставного фонда и доля каждого из учредителей. Размер, форма и порядок внесения вкладов учредителей в уставный фонд определяются так же, как и в третьем разделе учредительного договора. В этом разделе предусмотрены и дополнительные вклады, и величина взносов новых учредителей в уставный фонд предприятия в порядке, установленном вторым разделом учредительного договора. В четвертом разделе содержатся сведения о том, что предприятие является юридическим лицом, имеет свой расчетный счет в банке, печать и штамп со своим наименованием. На основе полного хозяйственного расчета оно обеспечивает самоокупаемость и самофинансирование и полностью отвечает за результаты своей производственно-хозяйственной деятельности; самостоятельно планирует свою производственно-хозяйственную деятельность и устанавливает договорные цены на свою продукцию и оказываемые услуги. Основными показателями производственно-хозяйственной деятельности предприятия являются прибыль и рентабельность. Прибыль, остающаяся в распоряжении предприятия после уплаты налогов в бюджет и внебюджетные фонды, а также уплаты дивидендов учредителям в соответствующем порядке, поступает в полное распоряжение предприятия и расходуется на формирование фондов экономического стимулирования, резервного и других фондов. Далее в этом разделе указывается, что предприятие ведет бухгалтерский учет и отчетность в установленном порядке и несет ответственность за их достоверность; отчитывается о результатах своей производственнохозяйственной деятельности перед налоговой инспекцией, внебюджетным фондом и фондом социальной защиты населения, а также перед статистической службой в сроки, установленные действующим законодательством. 6 пятом разделе приводится порядок образования имущества предприятия, источники формирования имущества (см. учредительный договор). Кроме того, здесь находят отражение сведения о том, что предприятие имеет право: приобретать или арендовать основные фонды, приобретать оборотные средства и брать ссуду в банке на эти цели; иметь денежные средства для текущих расходов, постоянно находящихся в кассе; продавать или передавать другим предприятиям, учреждениям и организациям, обменивать, сдавать в аренду, передавать во временное пользование оборудование, инвентарь и другие материальные ценности. Изъятие имущества у предприятия не допускается; исключение составляют случаи, предусмотренные законодательными актами. Шестой раздел включает организацию, оплату и дисциплину труда на предприятии. В частности, трудовые взаимоотношения с работниками предприятия регулируются действующим трудовым законодательством. Предприятие обеспечивает своевременную выплату заработной платы не реже одного раза в месяц. Размеры заработной платы устанавливаются предприятием самостоятельно, но не ниже минимальной величины, предусмотренной законодательством. Трудовые доходы каждого работника предприятия 22 определяются количеством и качеством его труда, а максимальные размеры не ограничиваются. Правила внутреннего распорядка, режим труда и трудовая дисциплина устанавливаются администрацией предприятия, а за нарушение дисциплины могут быть наложены административные взыскания. В седьмом разделе рассматриваются социальные вопросы. В частности, работники предприятия подлежат социальному и медицинскому страхованию и социальному обеспечению в порядке, предусмотренном действующим законодательством. Предприятие ежемесячно вносит средства в фонд социальной защиты населения и другие отчисления от своих доходов в порядке и размерах, установленных законодательством. Предприятие возмещает ущерб пострадавшим работникам, а также проводит расследование причин несчастных случаев. Оно самостоятельно устанавливает для своих работников продолжительность отпусков, сокращенный рабочий день в предпраздничные дни, а также другие льготы в пределах заработанных средств. В восьмом разделе излагается организация управления предприятием. В частности, управление предприятием осуществляют собрание учредителей, директор предприятия и его? функциональные подразделения. Высшим органом управления является совет учредителей, к исключительной компетенции которого относятся; утверждение устава предприятия; определение основных направлений производственно-хозяйственной деятельности предприятия; избрание и отзыв членов исполнительного и ревизионного органов; вынесение решений о привлечении к ответственности должностных лиц предприятия; вступление предприятия в объединение, ассоциацию и другие формы организации; исключение учредителей и привлечение новых учредителей предприятия; принятие решения о ликвидации предприятия. Кроме того, в этом разделе устава приводятся следующие положения: • Совет учредителей считается правомочным, если на заседании присутствуют все учредители. • Лица, входящие в совет учредителей предприятия, поочередно председательствуют на заседании совета или избирается председатель совета. • Собрание учредителей с привлечением директора и других работников (главный бухгалтер) созывается не реже одного раза в квартал. • Повестка дня составляется заранее и рассылается участникам не менее чем за 20 дней до начала собрания. В этом разделе излагаются права и обязанности директора предприятия, в частности говорится, что директор осуществляет текущее руководство предприятием и имеет право: а) принимать решения по всем вопросам производственно-хозяйственной деятельности, не отнесенным настоящим уставом и учредительным договором к исключительной компетенции собрания учредителей; б) принимать и увольнять работников; в) без доверенности действовать от имени предприятия, представлять его интересы в организациях и на предприятиях, распоряжаться имуществом, заключать договоры, в том числе трудовые, выдавать доверенности, открывать в банках расчетные счета, пользоваться правом 23 распоряжаться имуществом, утверждать штаты исполнителей, издавать приказы и распоряжения и другие функции. Контроль за деятельностью директора осуществляет ревизионная комиссия. Главный бухгалтер предприятия несет ответственность и пользуется правами, установленными законодательством, и непосредственно подчиняется директору предприятия. В девятом разделе излагаются вопросы, связанные с прекращением деятельности предприятия. В частности, предприятие прекращает свою деятельность по решению собрания учредителей, на основании решения суда, в случае признания предприятия банкротом, в других случаях, предусмотренных законодательством, а также предприятие прекращает свою деятельность в случае реорганизации. При реорганизации предприятия вносятся необходимые изменения в учредительные документы и в реестр государственной регистрации, а при ликвидации делается соответствующая запись в реестре. Орган, принявший решение о ликвидации предприятия, назначает ликвидационную комиссию. После уплаты в установленном порядке всех долгов ликвидируемого предприятия, в первую очередь долгов перед бюджетом и внебюджетными фондами, оставшиеся средства распределяются ликвидационной комиссией между учредителями пропорционально их вкладу в уставный фонд. Производственно-технический паспорт это документ, характеризующий предприятие как производственно-техническую единицу. Он содержит необходимые данные о предприятии и его составных частях и состоит из двух разделов. В первом разделе приводят наименование, подробную материальную и техническую характеристику предприятия и технико-экономические показатели его работы. Второй раздел включает объемные показатели, отражающие производственную деятельность предприятия: объем выпускаемой продукции; сведения о среднесписочной численности работников предприятия, о производительности труда, размере фонда заработной платы; данные о материальном обеспечении; сумму балансовой прибыли и уровень рентабельности предприятия. Паспорт используется как справочный документ для решения вопросов по внутризаводскому планированию, дальнейшему развитию предприятия и для контроля со стороны государственных органов. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ 24 Глава 4. ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСС И ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ЕГО ОРГАНИЗАЦИИ 4.1. Понятие о производственном процессе Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных основных, вспомогательных и обслуживающих процессов труда и орудий труда в целях создания потребительских стоимостей - полезных предметов труда, необходимых для производственного или личного потребления. В процессе производства рабочие воздействуют на предметы труда при помощи орудий труда и создают новые готовые продукты, например станки, ЭВМ, телевизоры, радиоэлектронные приборы и т. д. Предметы и орудия труда, будучи вещественными элементами производства, на предприятии находятся в определенной взаимосвязи друг с другом: конкретные предметы могут быть обработаны только определенными орудиями труда; уже сами по себе они обладают системными свойствами. Однако живой труд должен охватить эти вещи и тем самым начать процесс превращения их в продукт. Таким образом, производственный процесс - это прежде всего трудовой процесс, поскольку ресурсы, используемые человеком на его входе, как информация, так и материальные средства производства, являются продуктом предшествующих процессов труда. Различают основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы (рис. 4.1). Основные производственные процессы - это та часть процессов, в ходе которых происходит непосредственное изменение форм, размеров, свойств, внутренней структуры предметов труда и превращение их в готовую продукцию. Например, на станкостроительном заводе это процессы изготовления деталей и сборки из них подузлов, узлов и изделия в целом. К вспомогательным производственным процессам относятся такие процессы, результаты которых используются либо непосредственно в основных процессах, либо для обеспечения их бесперебойного и эффективного осуществления. Примерами таких процессов являются изготовление инструментов, приспособлений, штампов, средств механизации и автоматизации собственного производства, запасных частей для ремонта оборудования, производство на предприятии всех видов энергии (электрической энергии, сжатого воздуха, азота и т. д.). 25 Производственный процесс Основные операции Оказание услуг Обслуживающие процессы Производство вспомогательной продукции Регулировочнонастроечная Сборочная Вспомогательные процессы Обрабатывающая Заготовительная Основные процессы Вспомогательные операции Рис.4.1. Структура производственного процесса. Обслуживающие производственные процессы - это процессы труда по оказанию услуг, необходимых для осуществления основных и вспомогательных производственных процессов. Например, транспортировка материальных ценностей, складские операции всех видов, технический контроль качества продукции и др. Основные, вспомогательные и обслуживающие производственные процессы имеют разные тенденции развития и совершенствования. Так, многие вспомогательные производственные процессы могут быть переданы специализированным заводам, что в большинстве случаев обеспечивает экономически более эффективное их производство. С повышением уровня механизации и автоматизации основных и вспомогательных процессов обслуживающие процессы постепенно становятся неотъемлемой частью основного производства, играют организующую роль в автоматизированных и особенно в гибких автоматизированных производствах. Основные, а в некоторых случаях и вспомогательные производственные процессы протекают в разных стадиях (или; фазах). Стадия - это обособленная часть производственного процесса, когда предмет труда переходит в другое качественное состояние. Например, материал переходит в заготовку, заготовка в деталь и т. д. Основные производственные процессы протекают в следующих стадиях: заготовительной, обрабатывающей, сборочной и регулировочно-настроечной. 26 Заготовительная стадия предназначена для производства заготовок деталей. Она характеризуется весьма разнообразными методами производства. Например, раскрой или резка заготовок деталей из листового материала, изготовление заготовок методами литья, штамповки, ковки и т. д. Основная тенденция развития технологических процессов на этой стадии заключается в приближении заготовок к формам и размерам готовых деталей. Орудиями труда на этой стадии являются отрезные станки, прессово-штамповочное оборудование, гильотинные ножницы и др. Обрабатывающая стадия - вторая в структуре производственного процесса - включает механическую и термическую обработку. Предметом труда здесь являются заготовки деталей. Орудиями труда на этой стадии в основном являются различные металлорежущие станки, печи для термической обработки, аппараты для химической обработки. В результате выполнения этой стадии деталям придаются размеры, соответствующие заданному классу точности. Сборочная (сборочно-монтажная) стадия - это производственный процесс, в результате которого получаются сборочные единицы (мелкие сборочные единицы, подузлы, узлы, блоки) или готовые изделия. Предметом труда на этой стадии являются детали и узлы собственного изготовления, а также полученные со стороны (комплектующие изделия). Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную. Стационарная сборка - это когда изделие изготавливается на одном рабочем месте (детали подаются). При подвижнй сборке изделие создается в процессе его перемещения от одного рабочего места к другому. Орудия труда здесь не так многообразны, как в обрабатывающей стадии. Основными из них являются всевозможные верстаки, стенды, транспортирующие и направляющие устройства (конвейеры, электрокары, роботы и др.). Сборочные процессы, как правило, характеризуются значительным объемом работ, выполняемых вручную, поэтому механизация и автоматизация их - главная задача совершенствования технологического процесса. Регулировочно-настроечная стадия - заключительная в структуре производственного процесса, которая проводится с целью получения необходимых технических параметров готового изделия. Предметом труда здесь являются готовые изделия или их отдельные сборочные единицы, орудия труда, универсальная контрольно-измерительная аппаратура и специальные стенды для испытаний. Составными элементами стадий основного и вспомогательного процессов являются технологические операции. Деление производственного процесса на операции, а далее на приемы и движения необходимо для разработки технически обоснованных норм времени выполнения операций. Операция - часть производственного процесса, которая, как правило, выполняется на одном рабочем месте без переналадки и одним или несколькими рабочими (бригадой). В зависимости от степени технического оснащения производственного процесса различают операции: ручные, машиноручные, машинные, 27 автоматические и аппаратные. Как основные, так и вспомогательные, а иногда и обслуживающие производственные процессы состоят из основных и вспомогательных элементов - операций. К основным относятся операции, непосредственно связанные с изменением размеров, форм, свойств, внутренней структуры предмета труда' или превращением одного вещества в другое, а также с изменением местоположения предметов труда относительно друг| друга. К вспомогательным относятся операции, выполнение! которых способствует протеканию основных, например перемещение предметов труда, контроль качества, снятие и установка, хранение и др.| В организационном отношении основные и вспомогательные производственные процессы (их операции) условно подразделяются на простые и сложные. Простыми называются процессы, в которых предметы труда подвергаются последовательному ряду связанных между собой операций, в результате чего получаются частично готовые продукты труда (заготовки, детали, т. е. неразъемные части изделия). Сложными называются процессы, в которых получаются готовые продукты труда путем соединения частных продуктов, т. е. получаются сложные изделия (станки, машины, приборы и т.д.). Движение предметов труда в производственном процессе осуществляется так, что результат труда одного рабочего места становится исходным предметом для другого, т. е. каждый предыдущий во времени и в пространстве дает работу последующему, это обеспечивается организацией производства. От правильной и рациональной организации производственных процессов (особенно основных) зависят результаты производственнохозяйственной деятельности предприятия, экономические показатели его работы, себестоимость продукции, прибыль и рентабельность производства, величина незавершенного производства и размер оборотных средств. 4.2. Основные принципы организации производственных процессов Организация производственного процесса на любом машиностроительном предприятии (в том числе радиоэлектронного приборостроения), в любом его цехе, на участке базируется на рациональном сочетании во времени и в пространстве всех основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Это позволяет выпускать продукцию при минимальных затратах живого и овеществленного труда. Особенности и методы такого сочетания различны в разных производственных условиях. Однако при всем их многообразии организация производственных процессов подчинена некоторым общим принципам: дифференциации, концентрации и интеграции, специализации, пропорциональности, прямоточное™, непрерывности, параллельности, ритмичности, автоматичности, профилактики, гибкости, оптимальности, электронизации, стандартизации и др. 28 Принцип дифференциации предполагает разделение производственного процесса на отдельные технологические процессы, которые, в свою очередь, подразделяются на операции, переходы, приемы и движения. При этом анализ особенностей каждого элемента позволяет выбрать наилучшие условия для его осуществления, обеспечивающие минимизацию суммарных затрат всех видов ресурсов. Так, поточное производство многие годы развивалось за счет все более глубокой дифференциации технологических процессов. Выделение непродолжительных по времени выполнения операций позволяло упрощать организацию и технологическое оснащение производства, совершенствовать навыки рабочих, увеличивать производительность их труда. Однако чрезмерная дифференциация повышает утомляемость рабочих на ручных операциях за счет монотонности и высокой интенсивности процессов производства. Большое число операций приводит к излишним затратам на перемещение предметов труда между рабочими местами, установку, закрепление и снятие их с рабочих мест после окончания операций. При использовании современного высокопроизводительного гибкого оборудования (станки с ЧПУ, обрабатывающие центры, роботы и т. д.) принцип дифференциации переходите принцип концентрации операций и интеграции производственных процессов. Принцип концентрации предполагает выполнение нескольких операций на одном рабочем месте (многошпиндельные многорезцовые автоматы с ЧПУ). Операции становятся более объемными, сложными и выполняются в сочетании с бригадным принципом организации труда. Принцип интеграции состоит в объединении основных вспомогательных и обслуживающих процессов. Принцип специализации представляет собой форму разделения общественного труда, которая, развиваясь планомерно, обусловливает выделение на предприятии цехов, участков, линий и отдельных рабочих мест. Они изготавливают продукцию ограниченной номенклатуры и отличаются особым производственным процессом. Сокращение номенклатуры выпускаемой продукции, как правило, приводит к улучшению всех экономических показателей, в частности к повышению уровня использования основных фондов предприятия, снижению себестоимости продукции, улучшению качества продукции, механизации и автоматизации производственных процессов. Специализированное оборудование при всех прочих равных условиях работает производительнее. Уровень специализации рабочего места определяется коэффициентом закрепления деталеопераций ( K спi ), выполняемых на одном рабочем месте за определенный промежуток времени (месяц, квартал): С 1 пр K спi   m доi Cпр i 1 (4.1) где Cпр - число рабочих мест (единиц оборудования) производственной 29 системы; m до i - число деталеопераций, выполняемых на i-м рабочем месте в течение единицы времени (месяца, года). При коэффициенте K сп  1 обеспечивается узкая специализация рабочего места, создаются предпосылки для эффективной организации производства. Для полной загрузки одного рабочего места одной деталеоперацией необходимо, чтобы соблюдалось условие: N з. j  tшт.i  Fэф (4,2) где N з. j - объем запуска деталей j -го наименования за единицу времени, например шт./мес; tштi - трудоемкость операции на i -м рабочем месте, мин; Fэф - эффективный фонд времени рабочего места, например, мин/мес. Принцип пропорциональности, предполагает равную пропускную способность всех производственных подразделений, выполняющих основные, вспомогательные и обслуживающие процессы. Нарушение этого принципа приводит к возникновению «узких» мест в производстве или, наоборот, к неполной загрузке отдельных рабочих мест, участков, цехов, к снижению эффективности функционирования всего предприятия. Поэтому для обеспечения пропорциональности проводятся расчеты производственной мощности как по стадиям производства, так и по группам оборудования и производственным площадям. Например, если известны объем выпуска деталей (Л/д) и норма штучного времени ((щ-г), можно определить загрузку определенной /-и группы оборудования по формуле Qi  N зi  tшт.i . (4.3) Далее определяют пропускную способность этой группы оборудования Pi  Cпр.i  Fз  K см (4.4) после чего сопоставляют загрузку и пропускную способность /-и группы оборудования и определяют коэффициент его загрузки по формуле K зi  Qi : Pi (4.5) Предпочтительным вариантом является тот, когда K зi  1 и Qi  Pi . Принцип прямоточности означает такую организацию производственного процесса, при которой обеспечиваются кратчайшие пути 30 прохождения деталей и сборочных единиц по всем стадиям и операциям от запуска в производство .исходных материалов до выхода готовой продукции. Поток материалов, полуфабрикатов и сборочных единиц должен быть поступательным и кратчайшим, без встречных и возвратных движений. Это обеспечивается соответствующей планировкой расстановки оборудования по ходу технологического процесса. Классическим примером такой планировки является поточная линия. Принцип непрерывности означает, что рабочий трудится без простоев, оборудование работает без перерывов, предметы Труда не пролеживают на рабочих местах. Наиболее полно этот принцип проявляется в массовом или крупносерийном производстве при организации поточных методов производства, в частности при организации одно- и многопредметных непрерывно-поточных линий. Этот принцип обеспечивает сокращение цикла изготовления изделия и тем самым способствует повышению интенсификации производства. Принцип параллельности предполагает одновременное выполнение частичных производственных процессов и отдельных операций над аналогичными деталями и частями изделия на различных рабочих местах, т. е. создание широкого фронта работы по изготовлению данного изделия. Параллельность в организации производственного процесса применяется в различных формах: в структуре технологической операции многоинструментальная обработка (многошпиндельные многорезцовые полуавтоматы) или параллельное выполнение основных и вспомогательных элементов операций; в изготовлении заготовок и обработке деталей (в цехах заготовки и детали на разных стадиях готовности); в узловой и общей сборке. Принцип параллельности обеспечивает сокращение продолжительности производственного цикла и экономии рабочего времени. Принцип ритмичности обеспечивает выпуск одинаковых или возрастающих объемов продукции за равные периоды времени и соответственно повторение через эти периоды производственного процесса на всех его стадиях и операциях. При узкой специализации производства и устойчивой номенклатуре изделий ритмичность может быть обеспечена непосредственно по отношению к отдельным изделиям и определяется количеством обрабатываемых или выпускаемых изделий за единицу времени. В условиях широкой и изменяющейся номенклатуры выпускаемых производственной системой изделий ритмичность работы и выпуска продукции может измеряться только с помощью трудовых или стоимостных показателей. Принцип автоматичности предполагает максимальное выполнение операций производственного процесса автоматически, т. е. без непосредственного участия в нем рабочего либо под его наблюдением и контролем. Автоматизация процессов приводит к увеличению объемов выпуска деталей, изделий, к повышению качества работ, сокращению затрат живого труда, замене непривлекательного ручного труда более интеллектуальным трудом высококвалифицированных рабочих (наладчиков, операторов), к исключению ручного труда на работах с вредными условиями, замене рабочих 31 роботами. Особенно важна автоматизация обслуживающих процессов. Автоматизированные транспортные средства и склады выполняют функции не только по передаче и хранению объектов производства, но могут регламентировать ритм всего производства. Общий уровень автоматизации процессов производства определяется долей работ в основном, вспомогательном и обслуживающем производствах, в общем объеме работ предприятия. Уровень автоматизации (Удвт) определяется по формуле У авт  Т авт : Т общ (4.6) трудоемкость работ, выполняемых автоматическим или автоматизированным способом; Т общ - общая трудоемкость работ на предприятии (цехе) за определенный период времени. Уровень автоматизации может быть рассчитан как суммарно по всему предприятию, так и по каждому подразделению отдельно. Принцип профилактики предполагает организацию обслуживания оборудования, направленную на предотвращение аварий и простоев технических систем. Это достигается с помощью системы плановопредупредительных ремонтов (ППР). Принцип гибкости обеспечивает эффективную организацию работ, дает возможность мобильно перейти на выпуск другой продукции, входящей 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 изделий широкой номенклатуры. Наибольшее развитие этот принцип получает в условиях высокоорганизованного производства, где используются станки с ЧПУ, обрабатывающие центры (ОЦ), переналаживаемые автоматические средства контроля, складирования и перемещения объектов производства. Принцип оптимальности состоит в том, что выполнение всех процессов по выпуску продукции в заданном количестве и в сроки осуществляется с наибольшей экономической эффективностью или с наименьшими затратами трудовых и материальных ресурсов. Оптимальность обусловлена законом экономии времени. Принцип электронизации предполагает широкое использование возможностей ЧПУ, основанных на применении микро-, процессорной техники, что позволяет создавать принципиально новые системы машин, сочетающие высокую производительность с требованиями гибкости производственных процессов. ЭВМ и промышленные роботы, обладающие искусственным интеллектом, позволяют выполнять самые сложные функции в производстве вместо человека. Использование мини- и микроЭВМ с развитым программным обеспечением и многоинструментальных станков с ЧПУ позволяет выполнять большую совокупность или даже все операции обработки деталей с одной их где Т авт - 32 установки на станке за счет автоматической смены инструментов. Набор режущего инструмента для такого станка может достигать 100-120 единиц, которые устанавливаются в револьверной головке или инструментальном магазине и заменяются по специальной программе. Принцип стандартизации предполагает широкое использование при создании и освоении новой техники и новой технологии стандартизации, унификации, типизации и нормализации, что позволяет избежать необоснованного многообразия в материалах, оборудовании, технологических процессах и резко сократить продолжительность цикла создания и освоения новой техники (СОНТ). При проектировании производственного процесса или производственной системы следует исходить из рационального использования изложенных выше принципов. 4.3. Особенности организации производственных процессов на предприятиях радиоэлектронного приборостроения Виды, назначение и области применения радиоэлектронных устройств и приборов весьма разнообразны. На предприятиях изготавливаются средства вычислительной техники, техники связи, космическая, транспортная, промышленная и бытовая радиоаппаратура, телевизоры и другая продукция. Многие изделия являются уникальными или производятся небольшими сериями. Все это приводит к широкой номенклатуре продукции на предприятиях и значительно усложняет организацию производства, процессы планирования и регулирования. Современное радиоэлектронное изделие состоит из большого числа деталей, сборочных единиц, в производстве используется широкая номенклатура материалов. Иногда число наименований деталей в изделии достигает несколько десятков тысяч. Все это усложняет производство и требует особого подхода к его организации, которая могла бы обеспечивать выпуск продукции заданных объемов в нужном ритме и высокого качества. Из сказанного выше следует, что производственные процессы на предприятиях радиоэлектронного приборостроения имеют сложный, комплексный характер, они состоят из большого числа взаимосвязанных простых и сложных процессов по изготовлению множества отдельных деталей и по сборке их в подузлы, узлы, блоки и готовые изделия. Система укомплектования изделий в процессе их сборки и монтажа весьма сложна. Поставщиками деталей для сборочно-монтажных цехов являются многие цехи. Кроме того, значительное число комплектующих изделий (радиовакуумные и полупроводниковые приборы, источники питания, микромодули, интегральные схемы, резисторы, транзисторы и др.) поставляется другими предприятиями. Характерной особенностью организации производственного процесса является также широкая применяемость одних и тех же деталей и сборочных единиц в различных изделиях. Это обусловлено тем, что разработка новых 33 конструкций изделий, как правило, ведется на базе какой-либо одной конструкции, являющейся базовой. Все это упрощает организацию освоения новой продукции и сокращает затраты на ее производство. Одновременно с этим важной особенностью организации производства является то, что для изделий радиоэлектронной аппаратуры характерна широкая внутренняя унификация, т.е. применение одних и тех же деталей в различных сборочных соединениях одного и того же изделия, а также большая расчлененность производственного процесса на отдельные сборочные единицы, которые можно собирать независимо друг от друга на различных участках цехов или даже на других специализированных заводах (например, завод печатных плат). Эта расчлененность процесса создает возможности организовать параллельное выполнение сборочных работ, что позволяет значительно сократить продолжительность производственного цикла, организовать поточные методы производства некоторых изделий или их элементов. Важной особенностью является и то, что технологические процессы заготовительной и обрабатывающей стадий, как правило, не отличаются ни особой сложностью, ни большой трудоемкостью. Сборочная и монтажная стадии значительно сложнее и более трудоемки. Особо сложной и трудоемкой является регулировочно-настроечная стадия производственного процесса изготовления радиоэлектронной аппаратуры. Значительной сложностью отличаются также межцеховые технологические маршруты прохождения деталей по стадиям их изготовления и процесс формирования изделий радиоаппаратуры. Обрабатываемые детали обычно проходят два-четыре цеха, а часто и больше, причем подавляющее их большинство перед сборкой попадает в цех покрытий. К особенностям организации производственных процессов можно отнести большое разнообразие технологических процессов при изготовлении деталей и сборке подузлов, узлов, изделий, таких, как: литье (под давлением, в кокили, в землю, в оболочковые формы); нанесение гальванических и химических покрытий; литье и прессование пластмасс; литье и обработка керамических масс; обработка резанием; горячая и холодная штамповка; термическая, электрофизическая и электрохимическая обработка; свинчивание, сочленение, сварка, пайка, клепка, склеивание, узловая сборка; жгутовой монтаж, печатный монтаж, гравировка, общая сборка, регулировка и настройка, столярные и другие работы. Многие из этих технологических процессов требуют сложного и дорогостоящего оборудования и соответствующих методов организации труда. К особенностям, влияющим на организацию производственных процессов на предприятиях радиоэлектронного приборостроения, относятся количественный размер выпуска продукции и характер его повторяемости. В большинстве случаев количественный выпуск изделий одного наименования j невелик. Как правило, одновременно с выпуском освоенного | изделия налаживается выпуск нового или усовершенствованного изделия, что значительно усложняет организацию и планирование производства. 34 4.4. Типы производства и их технико-экономические характеристики Организация производственных процессов, выбор наиболее рациональных методов подготовки, планирования и контроля за производством во многом определяются типом производства на машиностроительном предприятии, Под типом производства понимается совокупность признаков, определяющих организационно-техническую характеристику производственного процесса, осуществляемого на одном или многих рабочих местах в масштабе участка, цеха, предприятия. Тип производства во многом предопределяете формы специализации и методы организации производственных процессов. В основу классификации типов производства положены | следующие факторы: широта номенклатуры, объем выпуска, степень постоянства номенклатуры, характер загрузки рабочих мест и их специализация. Номенклатура продукции представляет собой число наименований изделий, закрепленных за производственной системой, и характеризует ее специализацию. Чем шире номенклатура, тем менее специализирована система, и, наоборот, чем, она уже, тем выше степень специализации. Широкая номенклатура выпускаемой продукции обусловливает большое разнообразие технологических процессов и операций, оборудования, инструментов, оснастки и профессий рабочих. Объем выпуска изделий - это количество изделий определенного вида, изготавливаемых производственной системой в течение определенного периода времени. Объем выпуска и трудоемкость изделия каждого вида оказывают решающее влияние на характер специализации этой системы. Степень постоянства номенклатуры - это повторяемость изготовления изделия данного вида в последовательные периоды времени. Если в один плановый период времени изделие данного вида выпускается, а в другие - не выпускается, то степень постоянства отсутствует. Регулярное повторение выпуска изделий данного вида является одной из предпосылок обеспечения ритмичности производства. В свою очередь, регулярность зависит от объема выпуска изделий, поскольку большой объем выпуска может быть равномерно распределен на последовательные плановые периоды. Характер загрузки рабочих мест означает закрепление за рабочими местами определенных операций технологического процесса. Если за рабочим местом закреплено минимальное количество операций, то это узкая специализация, а если за рабочим местом закреплено большое количество операций (если станок универсальный), то это означает широкую специализацию. В зависимости от указанных выше факторов различают три типа производственных процессов или три типа производства: единичное, серийное и массовое (рис. 4.2). 35 Типы производства Единичное Серийное Мелкосерийное Среднесерийное Массовое Крупносерийное Рис.4.2. Классификация типов производства Основными показателями для определения типа производства могут служить коэффициенты специализации рабочих мест ( K сп ), серийности ( K м ) и массовости ( K м ) Коэффициент специализации рабочих мест K сп  mд.о : Спр , где (4,7) mдо - количество деталеопераций по технологическому процессу, выполняемому в данном подразделении (на участке, в цехе); Спр - число рабочих мест (единиц оборудования) в данном подразделении. Коэффициент серийности ' , K сер  r : tшт (4.8) где r - такт выпуска изделий, мин/шт.; г = F^.N; ' . - среднее штучное время по операциям технологического процесса, tшт мин; m ' tшт   tшт.i : m; i 1 tшт.i - штучное время на i-й операции технологического процесса, мин; m - число операций. Коэффициент массовости определяется по формуле 36 m  tшт.i K m  i 1 . m r (4.9) Каждому типу производства соответствуют: величина указанных коэффициентов, вид используемого оборудования, технология и формы организации производства, виды движений предметов труда, производственная структура предприятия (цеха, участка) и другие особенности. Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изделий и выпуском малых объемов одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается. Это делает невозможным постоянное закрепление операций за отдельными рабочими местами, коэффициент специализации K сп  40 деталеопераций на одно рабочее место. Специализация таких рабочих мест обусловлена только их технологической характеристикой и размерами обрабатываемых изделий. При этом производстве применяют универсальное оборудование и в основном последовательный вид движения партий деталей по операциям технологического процесса. Заводы имеют сложную производственную структуру, а цехи специализированы по технологическому принципу. Серийное производство специализируется на изготовлении ограниченной номенклатуры изделий сравнительно небольшими объемами и повторяющимися через определенное время партиями (сериями). В зависимости от числа закрепляемых за каждым рабочим местом операций, регулярности повторения партий изделий и их размера различают три подтипа (вида) серийного производства: мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Мелкосерийное производство тяготеет к единичному: изделия выпускаются малыми сериями широкой номенклатуры, повторяемость изделий в программе завода либо отсутствует, либо нерегулярна, а размеры серий неустойчивы; предприятие все время осваивает новые изделия и прекращает выпуск ранее освоенных. За рабочими местами закреплена широкая K сп  20  40 ( K сер  20; K m  1 ). операций номенклатура операций, Оборудование, виды движений, формы специализации и производственная структура те же, что и при единичном производстве. Для среднесерийного производства характерно, что выпуск изделий производится довольно крупными сериями ограниченной номенклатуры; серии повторяются с известной регулярностью по периоду запуска и числу изделий в партии; годичная номенклатура все же шире, чем номенклатура выпуска в каждом месяце. За рабочими местами закреплена более узкая номенклатура K сп  10  20 операций ( K сер  20; K m  1 ). Оборудование операций, универсальное и специальное, вид движения предметов труда - параллельнопоследовательный. Заводы имеют развитую производственную структуру, заготовительные цехи специализируются по технологическому принципу, а в 37 механосборочных цехах создаются предметно-замкнутые участки. Крупносерийное производство тяготеет к массовому. Изделия производятся крупными сериями, ограниченной номенклатуры, а основные или важнейшие выпускаются постоянно и непрерывно. Рабочие места имеют более узкую специализацию, K сп  2  10 операций ( K сер  10 ; K  1 ). Оборудование преимущественно специальное, виды движений предметов труда параллельно-последовательный и параллельный. Заводы имеют простую производственную структуру, обрабатывающие и сборочные цехи специализированы по предметному принципу, а заготовительные - по технологическому. Массовое производство характеризуется выпуском узкой номенклатуры изделий в течение длительного периода времени и большим объемом, стабильной повторяемостью. За рабочими местами закреплена узкая номенклатура операций, K сп  1 операции ( K сер  2 ; K m  1 ). Все изделия номенклатуры завода изготовляются одновременно и параллельно. Числа наименований изделий в годовой и месячной программах совпадают. Оборудование специальное, вид движения предметов труда - параллельный. Цехи и участки специализированы преимущественно по предметному принципу. Заводы имеют простую и четко определенную производственную структуру. В сочетании механизации и автоматизации производственных процессов, а также загрузки рабочих мест (оборудования) с видами движений предметов труда можно получить серийное производство в четырех и массовое производство в трех вариантах (рис. 4.3). Исходя из типа производства устанавливается тип предприятия и его подразделений. На каждом предприятии могут существовать различные типы производства. Поэтому тип предприятия или его подразделения определяется по преобладающему на нем типу конечного производства. Тип' производства оказывает решающее влияние на особенности его организации, управления и оперативно-производственного планирования, а также на технико-экономические показатели. 38 Тип производства Массовое Серийное Массовое непе рерывно- поточ ное(неавтомати ческое) Массовое непе рерывно- пото чное(автомати ческое) Массовое прямоп оточное Единичное Серийное непер ерывно - поточ ное(неавтомати ческое Серийное прямопоточное Серийное неп ерерывно - по точное(автома тическое) Серийное простое Рис.4.3. Классификация типов производства Если рассматривать всю совокупность типов производства как единое целое, начиная с единичного и кончая массовым, то по мере продвижения к массовому производству можно отметить; а) непрерывное расширение области применения высокопроизводительных технологических процессов, сопровождающихся механизацией и автоматизацией производства; б) увеличение доли специального оборудования и специальной технологической оснастки в общем количестве орудий труда; в) общее .повышение технической квалификации рабочих, а также внедрение передовых методов и приемов труда. На основе этих прогрессивных изменений при переходе от единичного производства к серийному и далее .к массовому обеспечивается значительная экономия общественного труда и как следствие: повышение производительности труда, улучшение использования основных фондов предприятия, сокращение затрат материалов на одно изделие, а также снижение себестоимости продукции, рост прибыли и рентабельности производства. Однако следует отметить, что использование групповых методов обработки деталей, средств автоматизации и электронизации производственных процессов дает возможность применять организационные формы массового производства в серийном и даже в единичном производстве и добиваться высоких технико-экономических показателей. Например, внедрение гибких производственных комплексов в единичном производстве обеспечивает рост производительности труда в 4-6 раз, повышает коэффициент 39 использования оборудования до 0,92-0,95, снижает потребность в производственных площадях на 40-60%, сокращает продолжительность производственного цикла и улучшает все технико-экономические показатели. ГЛАВА 5. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ВО ВРЕМЕНИ 5.1. Производственный цикл изготовления изделия При преобразовании предметов производства в конкретное изделие они проходят через множество основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, протекающих параллельно, параллельно-последовательно или последовательно во времени в зависимости от сложившейся на предприятии производственной структуры, типа производства, уровня специализации производственных подразделений, форм организации производственных процессов и других факторов. Совокупность этих процессов, обеспечивающих изготовление изделия, принято называть производственным циклом, основными характеристиками которого являются его продолжительность и структура. Продолжительность производственного цикла изготовления продукции (независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей или изделий) это календарный период времени, в течение которого сырье, основные материалы, полуфабрикаты и готовые комплектующие изделия превращаются в готовую продукцию, или, другими словами, это - отрезок времени от момента начала производственного процесса до момента выпуска готового изделия или партии деталей, сборочных единиц. Например, производственный цикл простого процесса начинается с запуска в производство заготовки (партии заготовок) и заканчивается выпуском готовой детали (партии деталей). Производственный цикл сложного процесса состоит из совокупности простых процессов и начинается с запуска в производство первой заготовки детали, а заканчивается выпуском готового изделия или сборочной единицы. Продолжительность производственного цикла, как правило, выражается в календарных днях или часах (при малой трудоемкости изделий). Знание продолжительности производственного цикла изготовления всех видов продукции (от изготовления заготовок, деталей до сборки изделий) необходимо: 1) для составления производственной программы предприятия и его подразделений; 2) для определения сроков начала производственного процесса (запуска) по данным сроков его окончания (выпуска); 3) для расчетов нормальной величины незавершенного производства. Продолжительность производственного цикла зависит от времени трудовых и естественных процессов, а также от времени перерывов в производственном процессе (рис. 5.1). В течение трудовых процессов выполняются технологические и нетехнологические операции. 40 Рис. 5. 1. Структура производственного цикла К технологическим относятся операции, в результате которых изменяются внешний вид и внутреннее содержание предметов труда, а также подготовительно-заключительные работы. Их продолжительность зависит от типа производства, его технической оснащенности, прогрессивности технологии, приемов и методов труда и других факторов. Время выполнения технологических операций в производственном цикле составляет технологический цикл ( Тц ). Время выполнения одной операции, в течение которого изготавливается одна деталь, партия одинаковых деталей или несколько различных деталей, называется операционным циклом ( Т оп ). К нетехнологическим относятся операции по транспортировке предметов труда и контролю качества продукции. Естественными считаются такие процессы, которые связаны с охлаждением деталей после термообработки, с сушкой после окраски деталей или других видов покрытия и со старением металла. Перерывы в зависимости от вызвавших их причин могут быть подразделены на межоперационные (внутрицикловые), межцеховые и междусменные. Межоперационные перерывы обусловлены временем партионности и ожидания и зависят от характера обработки партии деталей на операциях. Перерывы партионности происходят потому, что каждая деталь, поступая на 41 рабочее место в составе партии аналогичных деталей, пролеживает дважды: один раз до начала обработки, а второй раз по окончании обработки, пока вся партия не пройдет через данную операцию. Перерывы ожидания вызываются несогласованной продолжительностью смежных операций технологического процесса. Эти перерывы возникают в тех случаях, когда предыдущая операция заканчивается раньше, чем освобождается рабочее место, предназначенное для выполнения следующей операции. Межцеховые перерывы обусловлены тем, что сроки окончания производства составных частей деталей сборочных единиц в разных цехах различны и детали пролеживают в ожидании комплектности. Это пролеживание (перерывы комплектования) происходит при комплектноузловой системе планирования, т. е. тогда, когда готовые заготовки, детали или узлы должны «пролеживать» в связи с незаконченностью других заготовок, деталей, узлов, входящих совместно с первыми в один комплект. Как правило, такие перерывы возникают при переходе продукции от одной стадии производства к другой или из одного цеха в другой. Междусменные перерывы обусловлены режимом работы предприятия и его подразделений. К ним относятся выходные и праздничные дни, перерывы между сменами (при двухсменном режиме третья смена) и обеденные перерывы (условно). Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов. Для изделий машиностроения характерна высокая доля технологических операций в общей продолжительности производственного цикла. Сокращение последней имеет большое экономическое значение. Как правило, продолжительность производственного цикла определяется для одной детали, партии деталей, одной сборочной единицы или партии единиц, одного изделия. При этом следует учитывать, что изделием называют любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению на предприятии или в его подразделениях. При расчете продолжительности производственного цикла изготовления изделия учитывают лишь те затраты времени на транспортные и контрольные операции, естественные процессы и перерывы, которые не перекрываются операционным циклом. Сокращение продолжительности производственного цикла имеет важное экономическое значение. Чем меньше продолжительность производственного цикла, тем больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях можно выпустить на данном предприятии в цехе или на участке; тем выше использование основных фондов предприятия; тем меньше потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство; тем выше фондоотдача и т. д. В заводской практике производственный цикл сокращается одновременно по трем направлениям: уменьшается время трудовых процессов, сокращается время естественных процессов и полностью ликвидируются или сводятся к минимуму различные перерывы. 42 Практические мероприятия по сокращению производственного цикла вытекают из принципов построения производственного процесса и в первую очередь из принципов пропорциональности, параллельности и непрерывности. Сокращение времени трудовых процессов в части операционных циклов достигается путем совершенствования технологических процессов, а также повышения технологичности конструкции изделия. Под совершенствованием технологических процессов понимают их комплексную механизацию и автоматизацию, внедрение скоростных режимов (например, скоростного и силового резания, скоростного нагрева под ковку и штамповку), | штамповку вместо свободной ковки, литье в кокиль и литье! под давлением вместо литья в песчаные формы, а также концентрацию операций. Последняя может заключаться в многоинструментальной и многопредметной обработке либо в совмещении в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций (например, при объединении скоростного индукционного нагрева со штамповкой заготовки в одном рабочем цикле ковочной машины). Повышение технологичности конструкций изделий заключается в максимальном приближении последних к требованиям технологического процесса. В частности, рациональное расчленение конструкции изделия на узлы и мелкие сборочные единицы является важным условием для параллельной их сборки, а следовательно, и для сокращения продолжительности производственного цикла сборочных работ. Продолжительность транспортных операций может быть значительно уменьшена в результате перепланировки обору-' дования на основе принципа прямоточности, механизации и| автоматизации подъема и перемещения продукции с помощью различных подъемно-транспортных средств. Сокращение времени контрольных операций достигается путем их механизации и автоматизации, внедрения передовых методов контроля, совмещения времени выполнения технологических и контрольных операций. Входящее в этот период цикла время подготовительно-заключительной работы, особенно время наладки оборудования также подлежит уменьшению. Наладку оборудования, как правило, необходимо выполнять в нерабочие смены, в обеденные и другие перерывы. В заводской практике успешно применяют мероприятия по сокращению периода выполнения этой работы, например внедрение групповой обработки деталей, типовых и универсальных наладок. Продолжительность естественных процессов уменьшается за счет замены их соответствующими технологическими операциями. Например, естественная сушка некоторых окрашенных деталей может быть заменена индукционной сушкой в поле токов высокой частоты со значительным (в 5-7 раз) ускорением процесса. Вместо естественного старения отливок ответственных деталей, длящегося 10-15 суток и более, во многих случаях может быть применено искусственное старение в термических печах в течение нескольких часов. Время межоперационных перерывов может быть значительно уменьшено в результате перехода от последовательного к последовательно-параллельному 43 и далее к параллельному виду движений предметов труда (см. пар. 5.2). Оно также может быть сокращено за счет организации цехов и участков предметной специализации. Обеспечивая территориальное сближение различных стадий производства, предметное строение цехов и участков позволяет значительно упростить внутризаводские и внутрицеховые маршруты движения и тем самым уменьшить время, затрачиваемое на межцеховые и внутрицеховые передачи. Наконец, величина междусменных перерывов может быть снижена даже в рамках принятого режима работ предприятия, цеха, участка. Например, организация круглосуточной (трехсменной) работы по выпуску ведущих деталей к изделиям, имеющих длительный цикл обработки и определяющих продолжительность цикла изделия. Для вскрытия резервов сокращения производственного цикла (как трудовых процессов, так и перерывов) в практике прибегают к фотографии производственного цикла. Анализируя данные фотографии, можно выявить резервы сокращения продолжительности производственного цикла по каждому его элементу. 5.2. Расчет и анализ продолжительности производственного цикла простого процесса В простом процессе детали (заготовки) в большинстве случаев изготавливают партиями, поэтому очень важным является вопрос о рациональном выборе движения партии деталей через всю совокупность последовательно выполняемых операций. Выбранный вид этого движения определяет степень непрерывности и параллельности производственного процесса и продолжительность производственного цикла изготовления партии деталей. Процесс изготовления партии деталей, проходящей через многие операции, состоит из совокупности операционных циклов, каждый из которых представляет собой выполнение одной операции над всеми предметами производства данной партии. Совокупность операционных циклов, а также способ сочетания во времени смежных операционных циклов и их частей образуют временную структуру многооперационного технологического цикла. Продолжительность многооперационного технологического цикла существенно зависит от способа сочетания во времени операционных циклов и их частей, а также от определяемого вида движения партии деталей по операциям. Существуют три вида движения партии деталей по операциям технологического процесса: последовательный, параллельнопоследовательный и параллельный. Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии деталей на предыдущей операции. При этом передача с одной операции на другую осуществляется целыми партиями. Продолжительность операционного технологического Цикла обработки | партии деталей определяется по формуле на основе графика 44 рис. (5.2) Номер операции 1 1 2 3 n  t1 1 2 2 3 n  t2 1 3 2 3 n  t3 1 4 2 4 6 8 10 12 3 n  t4 Тц(посл)  19,5 мин 2 14 16 18 20 22 t Рис. 5.2. График технологического цикла при последовательном движении деталей по операциям m Tц(посл)  n  t1  n  t2  ...  n  tm  n  t , i 1 5.1 где n - число деталей в обрабатываемой партии, шт.; ti - штучное время на i-й операции, мин; т - число операций в технологическом процессе. • Если на одной или нескольких операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (Спр), то продолжительность технологического цикла рассчитывается по формуле m t Tц(посл)  n  1 . i 1Cпрi (5.2) Пример. Пусть имеем партию деталей n = 3, технологический процесс состоит из т = 4 операций, продолжительность выполнения которых составляет t1= 2; t2=1; t3=1,5; t4=2 мин. Все операции выполняются соответственно на одном рабочем месте. Продолжительность цикла обработки партии деталей составляет Tц(посл)  3  (2  1  1,5  2)  19,5 мин 45 Из рис. 5.2 следует, что технологический цикл обработки партии деталей при последовательном виде движений равен сумме операционных циклов ( n  t ). Как видно из рисунка и приведенных выше формул, продолжительность технологического цикла пропорциональна размеру партии и времени выполнения операций. При этом имеют место существенные перерывы партионности. Это связано с тем, что каждая деталь партии, за исключением первой и последней, пролеживает на каждой операции дважды: перед началом обработки и после нее до окончания обработки последней детали в партии. Общее время внутрипартионного пролеживания одной детали на всех операциях определяется по формуле m tпр  (n  1)  ti  Tц(посл)  tобр . (5.3) i 1 где tобр . - суммарное время обработки одной детали на всех операциях технологического процесса (2 + 1 + 1,5 + 2 = 6,5 мин). В данном примере tпр  19,5  6,5  13 мин Общее время пролеживания всех деталей в партии (для определения величины незавершенного производства) рассчитывается по формуле Tпр  n  tпр  3 13  39 мин Производственный цикл всегда продолжительнее технологического цикла, так как кроме выполнения технологических операций в него включается время на выполнение контрольных и транспортных операций, время, затрачиваемое на естественные процессы, и время различных перерывов. Однако на практике не все виды затрат времени из-за их незначительной величины учитываются при расчете продолжительности производственного цикла. Как правило, учитывают три основные его составляющие: продолжительность технологического цикла (с учетом перерывов партионности), время естественных процессов и время перерывов, не перекрываемых технологическим циклом, т. е. m 1 i 1 R  tсм  S пр Tц(посл)  (n  t1  m  tмо  Te ) (5.4) 46 где tмо - средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности), мин; R - коэффициент перевода рабочих дней в календарные, равный отношению числа рабочих дней к числу календарных дней в году; tсм - продолжительность одной смены, мин; S - число смен в сутках. Преимуществом последовательного движения партии деталей является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования на всех операциях. Однако этот вид движения имеет и существенные недостатки. Во-первых, детали пролеживают в течение длительного времени из-за перерывов партионности, свойственных данному виду движения, в результате чего создается большой объем незавершенного производства. Во-вторых, продолжительность технологического (производственного) цикла значительно увеличивается из-за отсутствия параллельности в обработке деталей. В связи с этим последовательное движение применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах, так как на таких предприятиях весьма широкая номенклатура изделий, а обработка деталей ведется небольшими партиями, что Приводит к сокращению перерывов партионности и влияния их на продолжительность производственного цикла. Сущность последовательно-параллельного движения заключается в том, что на каждом рабочем месте работа ведется без перерывов, как при последовательном движении, но вместе с тем имеет место параллельная обработка одной и той же партии деталей на смежных операциях. Передача де талей с предыдущей операции на последующую производится не целыми партиями (л), а поштучно или транспортными партиями (р). Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последовательном виде движения, а величина транспортной партии р = 1. При построении графика данного вида движений деталей по операциям технологического Процесса (рис. 5.3) необходимо учитывать следующие виды сочетаний периодов выполнения смежных операций. 47 Номер операции 1 1 2 3 1 1 2 2 3 2 1 2 3 3 3 1 4 T ц(пл) 2 4 6 2 3  12 , 5 мин 8 12 10 Рис. 5.3. График технологического цикла параллельном движении деталей по операциям. при t последовательно14 1. Если периоды выполнения смежных операций (предыдущей и последующей) одинаковые, то между ними организуется параллельная обработка деталей, которые передаются с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими транспортными партиями сразу же после их обработки. 2. Если продолжительность последующей операции меньше, чем предыдущей, то отсутствие простоев оборудования на последующей операции может быть обеспечено только после накопления перед ней известного запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно (в примере t 2  t1 ). Для того чтобы определить момент начала последующей операции, необходимо отточки, соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией (п), отложить вправо отрезок, равный в принятом масштабе времени выполнения последующей операции ( t 2 ) над одной транспортной партией (р), а влево - отрезок, равный продолжительности последующей операции над всеми предшествующими транспортными партиями. 3. Если продолжительность последующей операции больше, чем предыдущей (в нашем примере t3  t 2 и t 4  t3 ), то в этом случае транспортную партию (р) можно передавать с предыдущей операции на последующую сразу же по окончании ее обработки. Из рис. 5.3 видно, что продолжительность цикла изготовления партии деталей (n = 3) на т = 4 операциях технологического процесса при последовательно-параллельном движении меньше, чем при последовательном движении из-за наличия параллельности протекания каждой пары смежных операций на суммарное время совмещений t. Таких совмещений столько, сколько операций в технологическом процессе за минусом единицы, 48 Время совмещения (параллельности) выполнения каждой пары смежных операций.   (n  p )tкр , (5.5) где индекс при tкр соответствует операциям с наименьшим временем их выполнения. Например, между первой и второй операциями tкр  t2 , между второй и третьей операциями tкр  t2 , между третьей и четвертой операциями tкр  t3 . Суммарное время совмещений по всему технологическому процессу рассчитывается по формуле m 1  (n  p)  tкр или (n  p) i 1 m 1  tкр . (5.6) i 1 Тогда продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей при последовательно-параллельном движении можно определить по формуле m Т ц(пл)  n  ti  (n  p ) i 1 m 1  tкрi (5,7) i 1 Если на отдельных операциях обработка деталей ведется одновременно на нескольких рабочих местах (С„р), то m t m 1 t кр i i  (n  p)  . C прi Cпрi i 1 i 1 Tц(пл)  n  (5.8) Подставив данные рассматриваемого примера, получим! продолжительность цикла обработки партии деталей при последовательнопараллельном виде движения Tц(пп)  3(2  1  1,5  2)  (3  1)(1  1  1,5)  12,5 мин. При такой организации производственный цикл изготовления партии деталей характеризуется тем, что, во-первых,! его, продолжительность меньше, чем при последовательном! виде движения; во-вторых, в нем отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочих; в-третьих, при этом виде | движений общее время пролеживания деталей на операциях намного меньше, чем при последовательном виде движения 49 Время пролеживания одной детали на всех операциях технологического процесса определяется по формуле tпр  Tц(пп)  tобр . (5.9) Для рассматриваемого примера Tпр  12,5  6,5  6 мин Общее время пролеживания всех деталей в партии на всех операциях составляет Tпр  n  tпр  3  6  18 мин Продолжительность производственного цикла при последовательнопараллельном движении деталей по операциям рассчитывается по формуле m 1  m  1 пр  n  ti  (n  p)  tкор i  m  tмо  Tе  Tц(пп) i 1  i 1  R  tсм  S (5.10) Достоинством этого вида движения является отсутствие перерывов в работе рабочих и оборудования и значительное сокращение продолжительности технологического (производственного) цикла по сравнению с последовательным видом движения. Данный вид движения позволяет вести работу большими партиями и при большой трудоемкости изготовления деталей, благодаря чему он широко используется в серийном и крупносерийном производстве. Сущность параллельного вида движений заключается в том, что детали с одной операции на другую передаются поштучно или транспортными Партиями (р) немедленно после завершения обработки (независимо от времени выполнения смежных операций). При этом обработка деталей по всем операциям осуществляется непрерывно и пролеживание деталей исключено. Это значительно сокращает продолжительность технологического цикла и, следовательно, производственного. Пусть имеется такая же партия деталей, что и при последовательном и последовательно-параллельном видах движения, и величина транспортной партии р = 1. При построении графика параллельного движения партии деталей по операциям (рис. 5.4) необходимо учитывать следующие правила: 1. Сначала строится технологический цикл для первой транспортной партии по всем операциям без пролеживания между ними. 2. На операции с самой большой продолжительностью строится 50 операционный цикл обработки деталей по всей партии (п) без перерывов в работе оборудования. 3. Для всех остальных транспортных партий достраиваются операционные циклы. Номер операции 1 1 2 1 2 2 3 1 3 2 2 3 4 5 7 6 3 2 p  t3 p  t2  10 , 5 мин T ц(пар) 1 3 1 n  t max 4 3 8 p t4 9 10 t 11 Рис. 5.4. График технологического цикла при параллельном движении деталей по операциям Из рис. 5.4 видно, что продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей (п = 3) на m = 4 операциях и при передаче их транспортными партиями (р = 1) определяется по формуле m Tц(пар)  n  tmax   p  ti  p  tmax . i 1 (5.11) или m Tц(пар)  (n  p)  tmax  p  ti. i 1 (5.12) Если на отдельных операциях работа выполняется одновременно на нескольких рабочих местах ( Cпр ), то формула принимает следующий вид: t t Tц(пар)  (n  p)  max  p i . Cпр Cпрi (5.13) 51 Подставив данные из приведенного выше примера (n = 3, m =4, р = 1 ) в полученную формулу, определим продолжительность технологического процесса: Tц(пар)  (3  1)  2  1  (2  1  1,5  2)  10,5 мин. Из графика и расчета видно, что технологический цикл изготовления партии деталей при данном виде движения является самым коротким по сравнению с другими видами движения. Вместе с тем на всех операциях, кроме операции максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами в работе оборудования. Исключение составляет случай, когда периоды выполнения операций технологического процесса равны либо кратны, т. е. синхронны. Этот вариант называется поточным видом движения, который применяется при организации непрерывно-поточных линий. Следует отметить, что и при параллельном виде движения партии деталей по операциям технологического процесса имеет место пролеживание, во-первых, до начала обработки на первой операции и после окончания обработки на последней операции и, во-вторых, пролеживание деталей внутри транспортной партии. При этом общее время пролеживания каждой детали в партии определяется по формуле tпр  Tц(пар)  tобр . (5.14) Для рассматриваемого примера tпр  10,5  6,5  4мин Общее время пролеживания всех деталей в партии Tпр  n  tпр  3  4  12мин. Продолжительность производственного цикла при параллельном виде движения деталей по операциям технологического процесса определяется по формуле m   1 пр  (n  p)  tmax  p  ti  m  tмо  Tе  Tц(пар) . R  t  S см i 1   (5.15) Преимущество этого вида движения состоит в том, что он обеспечивает наименьшую продолжительность технологического цикла и особенно, если процесс синхронизированный, а также равномерную загрузку рабочих и 52 оборудования и высокую производительность труда Данный вид движения применяется в серийном и массово-поточном производствах. 5.3. Расчет и анализ продолжительности производственного цикла сложного процесса Производственный цикл сложного (сборочного) процесса! представляет собой общую продолжительность комплекса координированных во времени простых процессов, входящие в сложный процесс изготовления изделия или его партий. 'J В условиях машиностроительного (радиоэлектронного) производства наиболее характерными примерами сложного процесса являются процессы создания машины, телевизора металлорежущего станка, ЭВМ или узлов, блоков, мелких сборочных единиц, из которых они состоят. Производственный цикл сложного процесса включает производственные циклы изготовления всех деталей, сборку всех сборочных единиц, генеральную сборку изделия, контроль регулировку и отладку. В сложном производственном процессе могут использоваться все рассмотренные выше виды движения предметов труда по операциям: последовательный, последовательнопараллельный и параллельный. Для условий единичного производства в единый цикл, как правило, включают не только процессы изготовления и сборки, но и процессы! проектирования изделия и подготовки его производства. Сложный производственный процесс обычно состоит из| большого числа сборочных, монтажных, регулировочно-настроечных операций, операций простых процессов, поэтому определение и оптимизация производственного цикла требуют не только больших затрат времени, но и нередко применения ЭВМ для выполнения расчетов. Построение сложного производственного процесса во времени осуществляется для того, чтобы определить продолжительность производственного цикла, координировать выполнение отдельных простых процессов, получить необходимую информацию для оперативно календарного планирования и расчета операции запуска-выпуска предметов труда. Целью координации производственных процессов, составляющих сложный процесс, является обеспечение комплектности и бесперебойности хода производства при полной Загрузке оборудования, рабочих мест и рабочих. Структура производственного цикла сложного процесса определяется составом операций и связей между ними. Состав операций зависит от номенклатуры деталей, сборочных единиц и технологических процессов их изготовления. Взаимосвязь операций и процессов обусловливается веерной схемой сборки изделия и технологией его изготовления. Предположим, что необходимо рассчитать продолжительность производственного цикла сборки изделия "А" (рис. 5.5). 53 Изделие А Подузлы АА 7, 8 А 9, 10, 11 АБ 4, 5, 6 Мелкие сборочные единицы АВ 3 АВ1 1 АВ2 2 Веерная схема сборки изделия показывает, какие узлы, подузлы или мелкие сборочные единицы можно изготавливать параллельно независимо друг от друга, а какие - только последовательно. Нормы времени выполнения операций по сборке изделия "А" приведены в табл. 5.1 (графы 6-8 заполняются по ходу расчета). Месячная программа выпуска NВ = 700 шт. Число рабочих дней в месяце ДР = 21, режим работы участка КСМ = 2 смены. Потери рабочего времени на плановые ремонты АР = 2% номинального фонда времени. Так как изделия на сборку запускаются партиями, то прежде чем приступить к расчету продолжительности производственного цикла, необходимо определить следующие календарно-плановые нормативы: размер партии изделий; удобопланируемый ритм; число партий, запускаемых в течение планового периода; время операционного цикла партии изделий! продолжительность операционного цикла партии изделий по сборочным единицам; количество рабочих мест, необходимых для изготовления изделий; построить цикловой график сборка изделий без учета загрузки рабочих мест; закрепить операций за рабочими местами; составить стандарт-план сборки изделий; построить уточненный цикловой график с учетом загрузки рабочих мест и определить продолжительность производственного цикла и опережения запуска-выпуска по сборочным единицам и деталям. 54 Технологический процесс сборки изделия "А" Таблица 5.1 Условные Номер Штучное Подготовительно- Подача Размер Длительность Длительность обозначения операции время на заключительное сборочной партии операционного операционного сборочных (i) операцию время (tп.з.i). мин единицы к изделий цикла партии цикла партии по единиц (ti,), мин операции (Nн), изделий, ч сборочной шт. единице, ч 1 АВ1, АВ2 АВ АБ АА А ИТОГО 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 7.0 16,5 4,7 15,9 12.4 4,7 7,0 16.6 11,3 7,6 9,5 113,2 4 20 30 10 30 20 10 20 20 10 20 10 200 5 3 3 11 5 6 10 8 9 11 11 - 6 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 - 7 12 28 8 27 21 8 12 28 19 13 16 192 8 12 28 8 56 40 48 192 При решении вопроса о размерах партии необходимо исходить из экономически оптимального размера. Работа большими партиями позволяет реализовать принципы партионности, что обеспечивает: а) возможность применения более производительного процесса, что снижает затраты на изготовление изделий; б) уменьшение подготовительно-заключительного времени, приходящегося на единицу продукции; в) сокращение потерь времени рабочих-сборщиков на освоение приемов работы (приноравливание к работе); г) упрощение календарного планирования производства. Эти факторы способствуют росту производительности труда рабочих и снижению себестоимости продукции. Однако в единичном и серийном производствах, где за каждым рабочим местом закрепляется выполнение нескольких операций и где преобладает последовательный вид движения предметов труда, с ростом размера партии повышается степень нарушения принципа непрерывности, поскольку увеличивается время пролеживания каждой сборочной единицы, т. е. возрастает продолжительность производственного цикла изготовления партии изделий, число сборочных единиц, находящихся в заделе и на хранении (т. е. незавершенное производство). Кроме того, возрастает потребность в площадях для хранения изделий и в материальных ценностях, одновременно необходимых для производства. Эти противоположные факторы, связанные с реализацией одного принципа (партионности) и нарушением другого принципа (непрерывности), с увеличением партии изделий требуют определения такого ее размера, при котором сочетание экономии от реализации первого принципа и потерь от 55 нарушения второго, было бы наиболее рациональным с экономической точки зрения. Такой размер партии принято называть экономически оптимальным. Определение оптимального размера партии изделий является одним из важнейших календарно-плановых нормативов при организации серийного производства, так как все остальные календарно-плановые нормативы устанавливаются на партию предметов труда. Формул для расчета оптимального размера партий изделий, основанных на сопоставлении экономии и потерь, предложено различными авторами много. Однако из-за большой трудоемкости расчетов эти формулы не получили широкого применения. На заводах обычно используют упрощенный метод расчета исходя из приемлемого коэффициента потерь рабочего времени на переналадку и текущий ремонт рабочих мест (  об , ). Как правило, величину этого коэффициента принимают в пределах от 0,02 для крупносерийного и до 0,1 для мелкосерийного и единичного производств (или от 2 до 10%). Задаваясь для определенных производственных условий величиной данного коэффициента  об , можно определить число изделий в партии по формуле m N min  (100   об )  t п.зi m i 1 . (5.16)  об  ti i 1 Полученный результат рассматривается как минимальная величина партии изделий. За максимальную величину можно принять месячную программу выпуска изделий (сборочных единиц). Применительно к рассматриваемому примеру получим N min  (100  2)  200  86шт, 2 113,2 N max  N В  700шт Таким образом, в результате проведенных расчетов устанавливаем пределы нормального размера партии изделий: N min  N H  N max . Предельные размеры партии изделий корректируются исходя из минимального размера. Корректировка начинается с установления удобопланируемого ритма (Rp) - периода чередования партий изделий. Если в месяце 20 рабочих дней, то удобопланируемыми ритмами будут 20, 10, 5, 4, 2 и 1; если в месяце 21 день, то такими ритмами будут 21, 7, 3 и 1; если 22 дня, то 22, 11, 2 и 1. Период чередования партий изделий рассчитывается по формуле 56 RР  Д р  N min NВ , (5.17) где Др - число рабочих дней в месяце. Исходя изданных приведенного выше примера, этот период составит Rр  21  86  2,58 дня. 700 Если по расчету получается дробное число, то из ряда удобопланируемых ритмов выбирают ближайшее целое число, т. е. принятое значение периода чередования (RПР). Из удобопланируемых ритмов 21, 7, 3 и 1 выбираем ближайшее значение ЯПР = 3 дня. Далее в соответствии с принятым периодом чередования корректируем размер партии изделий по формуле N 700 N H  Rпр  B  3   100шт. Др 21 (5.18) Выполняется условие 86 < 100 < 700. Нормальный размер партии изделий должен быть кратным месячной программе выпуска (запуска) изделий. Число партий в месяц (X) определяем по формуле   N В : N H  700 : 100  7 партий. (5.19) Результат расчета оптимального размера партии изделий заносим в гр. 6 табл. 5.1. Продолжительность операционного цикла партии изделий по каждой операции ( tпсi ) рассчитывается по формуле t N t (5.20) tпсi  i H п.з.i . 60 Для сборочной единицы АВ tпс1  7 100  20  12 ч. 60 57 Аналогично выполняем расчеты по другим операциям и результаты вписываем в гр. 7 табл. 5.1. Продолжительность операционного цикла партии изделий по сборочным единицам определяется по формуле k tс.ед   tпсi , i 1 (5.21) где k - число операций, входящих в сборочную единицу. Для сборочной единицы АБ tс.ед  27  21  8  56ч. Аналогично выполняем расчеты по другим сборочным единицам и результаты вписываем в гр. 8 табл. 5.1. Необходимое число рабочих мест для сборки изделий рассчитывается по формуле m  tпсi . Спр  i 1 Rпр (5.22) По рассматриваемому примеру: Спр  192  4 места. 3 2 8 Необходимое количество рабочих определяется по формуле Ч сп  Спр  К см  К сп , где K сп - коэффициент, учитывающий списочную численность (можно принять К сп  1,1) Для рассматриваемого примера: Ч сп  4  2 1,1  9 чел. Построение циклового графика сборки изделия "А" без учета загрузки рабочих мест ведется на основе веерной схемы сборки 58 (см. рис. 5.5) и продолжительности циклов сборки каждой i-й операции и каждой сборочной единицы (см. табл. 5.1, гр. 7 и 8). Как правило, такой график строится в порядке, обратном ходу технологического процесса, начиная с последней операции (рис. 5.6, а), с учетом того, к какой операции поставляются сборочные единицы. Продолжительность цикла этого графика будет минимальной. Однако условия производства и ограниченные ресурсы требуют выполнения определенных работ последовательно, на одном и том же рабочем месте, стенде все это приводит к изменению циклового графика и, как правило, к смещению запуска на более ранние сроки и, как следствие, к увеличению продолжительности цикла. Для достижения равномерности загрузки рабочих мест и рабочихсборщиков необходимо закрепить операции за рабочими местами. С этой целью на каждое рабочее место набирается объем работ, продолжительность операционного цикла которых не должна превышать пропускную способность рабочих мест на протяжении принятого периода чередования (табл. 5.2). Таблица 5.2 Закрепление операций за рабочими местами Номер рабочего места 4 3 2 1 Номер Условное Суммарная Пропускная Коэффициент операции, обозначение продолжительность способность загрузки закрепленной сборочной операционного рабочего рабочего за рабочим единицы цикла, ч места за места местом Rпр=48ч 9, 10,11 А 48 48 1 6, 7, 8 АА, АБ 48 48 1 4, 5 АБ 48 48 1 1, 2, 3 АВ, АВ1, 48 48 1 АВ2 Построение стандарт-плана сборки изделия "А" (циклового графика с учетом загрузки рабочих мест). График строится на основе графика без учета загрузки рабочих мест (см. рис. 5.6, а) и данных табл. 5.2. При этом периоды выполнения циклов отдельных операций графика должны были проецироваться на соответствующие рабочие места на графике (рис. 5.6, б). В этом случае сохраняется продолжительность производственного цикла на графике (см. рис. 5.6, а), построенном без учета загрузки рабочих мест. Однако не всегда удается это осуществить. В рассматриваемом примере сдвинуты сроки начала выполнения операций 4, 5, 6,1. Сдвиг работ на более раннее начало повлек за собой увеличение продолжительности производственного цикла и появилось пролеживание сборочных единиц. На этом же графике (см. рис. 5.6, б) необходимо привести производство второй, третей и последующих партий изделий до тех пор, пока не заполнится полностью один период чередования партий изделий. Заполненный период чередования и представляет собой стандарт-план, так как именно здесь показаны стандартные, повторяющиеся 59 сроки проведения отдельных операций сборки каждым рабочим-сборщиком. Построение уточненного циклового графика сборки изделия "А" и определение фактической продолжительности производственного цикла, которая обычно немного больше минимальной, так как выполнение некоторых операций сдвинуто на более ранние сроки. Уточненный график сборки изделий "А" (рис. 5.6, в) строится на основе графиков, приведенных на рис. 5.6, а и б, и по этому графику определяется фактическая продолжительность производственного цикла сборки партии изделий. В рассматриваемом Примере эта величина составляет 96 ч. Волнистые линии на рис. 5.6, в показывают время смещения запуска соответствующих сборочных единиц АБ и АВ1. Важным календарно-плановым нормативом является опережение запуска-выпуска сборочных единиц изделия "А". Расчет этого норматива ведется непосредственно на самих графиках в третей и четвертой колонках на рис. 5.6, а и 8. В связи с необходимостью смещения запуска сборочных единиц АБ и AB1 на более ранние сроки (см. рис. 5.6, в) изменилось и опережение запуска-выпуска этих сборочных единиц, а продолжительность производственного цикла на 8 ч больше, чем на первоначальном графике. 60 Условное t сб.ед.ч обозначение сборочной единицы Rпр  3 дня выпуска запуска А 48 48 АА 40 48 88 АБ 56 29 85 АВ 8 16 24 АВ2 28 24 52 АВ1 12 24 36 А АА, АБ АБ АВ,АВ2 ,АВ1 Ритм, дни, смены Опережение,ч Номер операции Номер рабочего места 48 48 48 9, 10, 11 6, 7, 8 4, 5 IV III II 48 1, 2, 3 I 1 2 1 2 1 2 3 1 2 Rпр  3 дня Rпр  3 дня 4 1 2 5 1 2 7 6 1 2 7 1 2 8 1 2 9 1 2 9 10 11 8 4 6 5 а 3 Т ц.сб.88 ч 2 1 10 9 б 7 6 7 8 5 4 11 8 5 4 2 1 3 1 2 D1 А 48 48 АА 40 48 88 АБ 56 40 96 АВ 8 16 24 D11 АВ2 28 24 52 D12 АВ1 12 52 64 D13 D4 D5 в 10 11 8 D3 7 D6 9 D2 4 6 5 D7 3 D9 D8 2 1 Т ц.сб.96 ч Рис.5.6. Цикловой график сборки изделия «А» Если к цикловому графику сборки пристроить графики! заготовки и обработки деталей (см. рис. 5.6, в), то можно получить график изготовления изделия "А". 6 ГЛАВА. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА В ПРОСТРАНСТВЕ 6.1. Производственная структура предприятия В соответствии с рассмотренным выше содержанием производственного процесса как совокупности основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производственного назначения на любом машиностроительном 61 (радиоэлектронного приборостроения) заводе различаются основные, вспомогательные и побочные цехи и обслуживающие хозяйства. Их состав, а также формы производственных связей между ними принято называть производственной структурой предприятия (рис.6.1). Цех - организационно обособленное подразделение предприятия, состоящее из ряда производственных и вспомогательных участков и обслуживающих звеньев. Цех выполняет определенные ограниченные производственные функции, обусловленные характером кооперации труда внутри предприятия. На большинстве промышленных предприятий цех является их основной структурной единицей. Часть мелких и средних предприятий может быть построена по бесцеховой структуре. В этом случае предприятие делится непосредственно на производственные участки. Некоторые наиболее крупные предприятия в организационноадминистративном отношении строятся по корпусной системе на основе объединения под единым руководством ряда цехов и хозяйств. К цехам основного производства относятся цехи, изготовляющие основную продукцию предприятия. Это заготовительные (литейные, кузнечнопрессовые и др.);обрабатывающие (механической обработки деталей, холодной штамповки, термические и др.); сборочные (узловой сборки, генеральной сборки, монтажные, регулировочно-настроечные и др.) Предприятие Обслуживающие хозяйства производственного назначение Транспортное хозяйство Вспомогательные цехи Инструментальный Ширпотреба Модельный Складское хозяйство Санитарнотехническое хозяйство Обслуживающие хозяйства непроизводственного назначение Побочные и подсобные цехи Основные цехи Тарный Регенерации ЖКХ ДДУ РМЦ РЭЦ Технологическая форма специализации Предметная форма специализации Смешанная форма специализации Столовые Подсобные Изготов.изд.сб. Изготов.изд.мех. Заготовительный Изготов.изд.№3 Изготов.изд.№2 Изготов.изд.№1 Сборочный Штамповочный Обрабатывающий ЦЗЛ Заготовительный РСЦ Профилакторий Клуб Рис. 6.1. Общая структура предприятия 62 К вспомогательным относятся цехи, которые способствуют выпуску основной продукции, создавая условия для нормальной работы основных цехов: оснащают их инструментом и приспособлениями, обеспечивают запасными частями для ремонта оборудования и проводят плановые ремонты, обеспечивают энергетическими ресурсами. Важнейшими из этих цехов являются инструментальные, ремонтно-механические, ремонтноэнергетические, ремонтно-строительные, модельные, штамповые и др. Число вспомогательных цехов и их размеры зависят от масштаба производства и состава основных цехов. Побочные цехи - это такие, в которых изготавливается продукция из отходов основного и вспомогательного производства либо осуществляется восстановление использованных вспомогательных материалов для нужд производства, например цех производства товаров широкого потребления, цех регенерации формовочной смеси, масел, обтирочных материалов. Подсобные цехи осуществляют подготовку основных материалов для основных цехов, а также изготовляют тару для упаковки продукции. К обслуживающим хозяйствам производственного назначения относятся: складское хозяйство, включающее различные заводские склады и кладовые; транспортное хозяйство, в состав которого входят депо, гараж, ремонтные мастерские и необходимые транспортные и погрузочно-разгрузочные средства; санитарно-техническое хозяйство, объединяющее водопроводные, канализационные, вентиляционные и отопительные устройства; центральная заводская лаборатория, состоящая из лабораторий механической, металлографической, химической, пирометрической, рентгеновской и др. Все они выполняют работу по обслуживанию основных, вспомогательных и побочных цехов. Наряду с производственной различают общую структуру предприятия. Последняя, кроме производственных цехов и обслуживающих хозяйств производственного назначения, включает различные общезаводские службы, а также хозяйства и предприятия, связанные с капитальным строительством, охраной окружающей среды и культурно-бытовым обслуживанием работников, например жилищно-коммунальное хозяйство, подсобное хозяйство, столовые, профилактории, медицинские учреждения, детские ясли, клубы и т. п. Производственная структура предприятия формируется при его создании, а также в результате непрерывно осуществляемого на нем в последующем процесса организации. Она определяется большой совокупностью факторов, основными из которых являются конструктивные и технологические особенности производимой продукции; объемы выпуска по каждому виду продукции; формы специализации подразделений предприятия; формы кооперирования с другими предприятиями по выпуску конкретных видов продукции; нормативы численности и управляемости производственных подразделений и др. Конструктивные особенности производимой продукции и технологические методы ее изготовления во многом предопределяют состав и 63 характер производственных процессов, видовой состав технологического оборудования, профессиональный состав рабочих, что в свою очередь обусловливает состав цехов и других производственных подразделений, а следовательно, и производственную структуру предприятия. Объем выпуска продукции влияет на дифференциацию производственной структуры; на сложность внутрипроизводственных связей между цехами. Чем больше объем выпуска продукции, тем, как правило, крупнее цехи предприятия и тем уже их специализация. Так, на крупных предприятиях в пределах каждой стадии производства может быть создано по несколько цехов. Наряду с объемом решающее влияние на производственную структуру оказывает номенклатура продукции. Именно от нее зависит, должны ли цехи и участки быть приспособлены для производства строго определенной продукции или более разнообразной. Чем уже номенклатура продукции, тем относительно проще структура предприятия. Формы специализации производственных подразделений определяют конкретный состав технологически и предметно специализированных цехов, участков предприятия, их размещение и производственные связи между ними, что является важнейшим фактором формирования производственной структуры. Экономически целесообразные формы кооперирования предприятия с другими предприятиями по выпуску различных видов продукции позволяют реализовывать часть производственных процессов вне данного предприятия и тем самым не создавать на предприятии часть тех или иных цехов и участков или обслуживающих хозяйств. Нормативы численности и управляемости производственных подразделений, которые определяются количеством рабочих, занятых в цехах и на участках, существенно влияют на размеры предприятий, и, как следствие, на производственные структуры. Производственная структура предприятия не может не изменяться в течение длительного времени, она динамична, так как на предприятиях всегда происходят: углубление общественного разделения труда, развитие техники и технологии, повышение уровня организации производства, развитие специализации и кооперирования, соединение науки и производства, улучшение обслуживания производственного коллектива. Все это вызывает необходимость ее совершенствования. Структура предприятия должна обеспечивать наиболее правильное сочетание во времени и в пространстве всех звеньев производственного процесса. Все многообразие производственных структур машиностроительных предприятий в зависимости от их специализации можно свести к следующим типам: заводы с полным технологическим циклом, располагающие всей совокупностью заготовительных, обрабатывающих и сборочных цехов; заводы механосборочного типа (с неполным технологическим циклом), располагающие ограниченным числом основных цехов и, как правило, 64 получающие необходимые заготовки в порядке кооперирования со стороны; заводы сборочного типа, выпускающие готовые изделия из деталей и комплектующих, изготовляемых на других предприятиях; заводы, специализированные на производстве заготовок, как правило, построенные на принципах технологической специализации; заводы подетальной специализации, производящие отдельные детали, блоки, узлы, подузлы, сборочные единицы. Производственная структура предприятия определяет разделение труда между его цехами и обслуживающими хозяйствами, т. е. внутризаводскую специализацию и кооперирование производства, а также предопределяет межзаводскую специализацию производства. 6.2. Формы специализации основных цехов предприятия Формы специализаций основных цехов предприятий машиностроения (радиоэлектронного приборостроения) зависят от стадий, в которых происходят производственные процессы, а именно: заготовительной, обрабатывающей и сборочной. Соответственно специализация принимает следующие формы: технологическую, предметную или предметнотехнологическую. При технологической форме специализации в цехах выполняется определенная часть технологического процесса, состоящая из нескольких однотипных операций при весьма широкой номенклатуре обрабатываемых деталей. При этом в цехах устанавливается однотипное оборудование, а иногда даже близкое по габаритам. Примером цехов технологической специализации могут служить литейные, кузнечные, термические, гальванические и др.; среди механообрабатывающих цехов - токарные, фрезерные, шлифовальные и др. В таких цехах, как правило, изготавливается вся номенклатура заготовок или деталей, либо если это сборочный цех, то в нем собираются все изделия, выпускаемые заводом (рис. 6.2). Технологическая форма специализации цехов имеет свои преимущества и недостатки. При небольшом разнообразии операций и оборудования облегчается техническое руководство и создаются более широкие возможности регулирования загрузки оборудования, организации обмена опытом, применения рациональных технологических методов производства (например, литье под давлением, кокильное и центробежное литье и т. д.). Технологическая форма специализации обеспечиваёт - большую гибкость производства при освоении выпуска новых изделий и расширении изготавливаемой номенклатуры без существенного изменения уже применяемых оборудования и технологических процессов. 65 Литейный цех Токарный цех Фрезерный цех Кузнечный цех Термический цех Шлифовальный цех Сборочный цех Рис. 6.2. Схема формирования цехов по технологическому принципу специализации Однако эта форма специализации имеет и существенные недостатки. Она усложняет и удорожает внутризаводское кооперирование, ограничивает ответственность руководителей подразделений за выполнение только определенной части производственного процесса. При использовании технологической формы специализации в заготовительных и обрабатывающих цехах складываются сложные, удлиненные маршруты движения предметов труда с неоднократным их возвращением в одни и те же цехи. Это нарушает принцип прямоточное™, затрудняет согласование работы цехов и приводит к удлинению производственного цикла и, как следствие, к увеличению незавершенного производства. По технологическому принципу преимущественно формируются цехи на предприятиях единичного и мелкосерийного производства, выпускающих разнообразную и неустойчивую номенклатуру изделий. По мере развития специализации производства, а также стандартизации и унификации изделий и их частей технологический принцип формирования цехов, как правило, дополняется предметным, при котором основные цехи создаются по признаку изготовления каждым из них определенного изделия либо его части. Предметная форма специализации цехов характерна для заводов узкой предметной специализации. В цехах полностью изготовляются закрепленные за ними детали или изделия узкой номенклатуры, например одно изделие, несколько однородных изделий или конструктивно-технологически однородных деталей (рис. 6.3). 66 Литейный цех Цех корпусных деталей Цех тел вращения Заготовительный цех Цех плоских деталей Цех нормалей Цех крепежных деталей Термический цех Сборочный цех Рис. 6.3. Схема формирования цехов по предметному принципу специализации Для цехов с предметной формой специализации характерны разнообразные оборудование и оснастка, но узкая номенклатура деталей или изделий. Оборудование подбирается в соответствии с технологическим процессом и располагается в зависимости от последовательности выполняемых операций, т. е. используется принцип прямоточности. Такое формирование цехов наиболее характерно для предприятий серийного и массового производства. Предметная форма специализации цехов, также как и технологическая, имеет свои преимущества и недостатки. К первым можно отнести простое согласование работы цехов, так как все Операции по изготовлению конкретного изделия (детали) сосредоточены в одном цехе. Все это приводит к устойчивой повторяемости производственного процесса, к повышению ответственности руководителя цеха за выпуск продукции в установленные сроки, требуемого количества и качества, к упрощению оперативнопроизводственного планирования, к сокращению производственного цикла, к уменьшению числа и разнообразия маршрутов движения предметов труда, к сокращению потерь времени на переналадку оборудования, к уменьшению межоперационного времени и ликвидации межцехового пролеживания, к созданию условий, благоприятных для внедрения поточных методов 67 производства, комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. Опыт работы предприятий показывает, что при предметной форме специализации цехов, указанные выше преимущества приводят к повышению производительности труда рабочих и ритмичности производства, к снижению себестоимости продукции, росту прибыли и рентабельности и к улучшению других технико-экономических показателей. Однако эта форма специализации имеет и некоторые весьма существенные недостатки. Научно-технический прогресс вызывает расширение номенклатуры выпускаемой продукции и увеличение разнообразия применяемого Оборудования, а при узкой предметной специализации цехи оказываются не в состоянии выпускать требуемую номенклатуру изделий без дорогостоящей их реконструкции. Создание цехов, специализированных на выпуске ограниченной номенклатуры предметов труда, целесообразно лишь при больших объемах их выпуска. Только в этом случае загрузка оборудования будет достаточно полной, а переналадка оборудования, связанная с переходом на выпуск другого объекта, не будет вызывать больших потерь времени. В цехах создается возможность осуществлять замкнутый (законченный) цикл производства продукции. Такие цехи получили название предметно-замкнутые. В них иногда совмещаются заготовительная и обрабатывающая или обрабатывающая и сборочная стадии (например, механосборочный цех). Технологическая и предметная формы специализации в чистом виде используются довольно редко. Чаще всего на многих предприятиях машиностроения (радиоэлектронного приборостроения) применяют смешанную (предметно-технологическую) специализацию, при которой заготовительные цехи строятся по технологической форме, а обрабатывающие и сборочные цехи объединяются в предметно-замкнутые цехи или участки. 6.3. Производственная структура основных цехов предприятия Под производственной структурой цеха понимают состав входящих в него производственных участков, вспомогательных и обслуживающих подразделений, а также связи между ними. Эта структура определяет разделение труда между подразделениями цеха, т. е. внутрицеховую специализацию и кооперирование производства. Производственный участок как объединенная по тем или иным признакам группа рабочих мест представляет собой структурную единицу цеха, которая выделяется в отдельную административную единицу и возглавляется мастером при наличии в одну смену не менее 25 рабочих. Рабочее место, являющееся первичным структурным элементом участка, - закрепленная за одним рабочим или бригадой рабочих часть производственной площади с находящимися на ней орудиями и другими 68 средствами труда, в том числе инструментами, приспособлениями, подъемнотранспортным и иными устройствами соответственно характеру работ, выполняемых на данном рабочем месте. В основу формирования производственных участков, так же как и цехов, может быть положена технологическая или предметная форма специализации. При технологической специализации участки оснащаются однородным оборудованием (групповое расположение станков) для выполнения определенных операций технологического процесса. Так, механический цех может включать токарный, фрезерный, револьверный, сверлильный и другие участки. Преимущества и недостатки технологической формы специализации участков такие же, как при формировании цехов в! соответствии с этой формой специализации. При предметной форме специализации цех разбивается на предметнозамкнутые участки, каждый из которых специализирован на выпуске относительно узкой номенклатуры изделий, имеющих схожие конструктивнотехнологические признаки, и реализует законченный цикл их изготовления. Оборудование этих участков различное и располагается так, чтобы,| обеспечивалась более полная реализация принципа прямоточности движения закрепленных за участком деталей. В практической деятельности, как правило, выделяют три вида предметно-замкнутых участков: • предметно-замкнутые участки по производству конструктивно и технологически однородных деталей (например, участки шлицевых валиков, пинолей, втулок, фланцев, шестерен и т.п.); • предметно-замкнутые участки по производству конструктивно разнородных деталей, весь технологический процесс изготовления которых состоит, однако, из однородных операций и одинакового технологического маршрута (например, участок круглых деталей, участок плоских деталей и т. п.); • предметно-замкнутые участки по производству всех деталей узла, подузла мелкой сборочной единицы или всего изделия (применяется некомплектная система оперативного планирования, в которой за плановоучетную единицу принимается узловой комплект). Организация предметно-замкнутых участков обусловливает почти полное отсутствие производственных связей между участками, обеспечивает экономическую целесообразность использования высокопроизводительного специализированного оборудования и технологической оснастки, позволяет получать минимальную продолжительность производственного цикла изготовления деталей, упрощает управление производством внутри цеха. Другие преимущества и недостатки предметной формы специализации участков аналогичны преимуществам и недостаткам при формировании цехов по этой форме специализации. В цехах предметной специализации могут быть созданы участки как предметной, так и технологической специализации, а в цехах технологической специализации - участки технологические, сформированные по группам 69 оборудования и габаритам изделий. Важной частью производственной структуры цеха является состав вспомогательных и обслуживающих подразделений. К ним относятся: участок ремонта оборудования и технологической оснастки, участок централизованной заточки инструмента. Эти участки разгружают вспомогательные цехи (ремонтно-механический, инструментальный и др.),от выполнения мелких заказов и срочных работ. В состав обслуживающих структурных подразделений цехов основного производства входят: складские помещения (материальные и инструментальные кладовые), внутрицеховой транспорт (тележки, электрокары, конвейеры и др.) и пункты для осуществления технического контроля качества продукции, оснащенные контрольно-измерительной техникой. Глава 7. .ОРГАНИЗАЦИЯ НЕПОТОЧНЫХ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА 7.1. Методы организации непоточного производства Под методом организации производства понимаются способы сочетания организации производственного процесса во времени и в пространстве. Организация производственного процесса во времени определяется степенью прерывности его. Прерывность зависит от вида продукции и технологии ее изготовления. Вся продукция, изготавливаемая на предприятиях, может быть разделена на два вида: дискретную и неделимую. К дискретному виду откосится продукция, состоящая из различных частей, например машины, приборы, приемники, телевизоры, ЭВМ и другие изделия. Неделимую продукцию нельзя разделить на части или компоненты. К ней относятся жидкие химические вещества, металлы и сплавы металлов, лаки, краски и другие виды продукции. | Для производства дискретной продукции могут быть применены прерывные (дискретные) технологические процессы и полунепрерывные технологические (производственные) процессы, а для производства неделимой продукции применяются только непрерывные технологические процессы. В полунепрерывных производственных процессах одна| часть производства выполняется непрерывно, а другая – с перерывами. Например, в процессе изготовления определенной детали такие операции, как плавка металла, заливка форм и остывание форм выполняются непрерывно, т. е. одназадру-4 гой, а остальные операции - с перерывами (токарная, фрезерная, шлифовальная и т. д.). Вся продукция, изготавливаемая на предприятиях машиностроения и 70 радиоэлектронного приборостроения, относится к дискретному виду. Организация производственного процесса в пространстве определяется расположением (планировкой) оборудовании (рабочих мест), участков и цехов и зависит от вида продукции ее количества и технологии изготовления. В прерывных производственных процессах оборудование (рабочие места) могут располагаться по однородным технологическим группам (технологическая форма специализации) или по разнородным группам для обработки однородных по конструкции и размерам деталей (предметная форма специализации). | Для производства дискретной продукции в условиях непрерывного производственного процесса оборудование (рабочие места) располагается по ходу технологического процесса об работки деталей (сборки сборочных единиц и изделий). Такие методы организации производства относятся к поточным, все остальные - к непоточным, На выбор методов организации поточного или непоточного производства влияют различные факторы, к ним относятся: • размеры и масса изделия; чем крупнее изделие и большего масса, тем труднее организовать поточное производство; • количество изделий, подлежащих выпуску за определенный период времени (год, квартал, месяц, сутки); при выпуске небольшого количества изделий, как правило, нецелесообразно организовывать поточное производство (слишком большие капитальные затраты); • периодичность выпуска изделий, т. е. они могут выпускаться регулярно и нерегулярно; при регулярном (ритмичном) выпуске, например, по 20 изделий ежемесячно, целесообразно организовать поточное производство, а если регулярность неопределенная или через различные периоды времени и в разных количествах, то приходится использовать непоточные методы организации производства; • точность и шероховатость поверхности деталей; при высокой точности и малой шероховатости следует применять непоточные методы. Непоточное производство может быть специализировано в следующих формах: технологической, предметной и смешанной. 7.2. Технологическая и предметная формы специализации Технологическая форма специализации характеризуется созданием цехов и участков, на которых оборудование (рабочие места) специализированы по признаку их технологической однородности и размеров. Например, в кузнечноштамповочном цехе могут быть созданы участки, оснащенные только крупными, средними или мелкими молотами и прессами; в литейных цехах могут создаваться участки кокильного литья и литья в оболочковые формы, участки чугунного, стального или цветного литья, участки ручной или машинной формовки; в механообрабатывающих цехах могут быть участки, 71 созданные по видам металлорежущих станков, которые разделяются еще на группы крупных, средних и малых станков (токарных, фрезерных, сверлильных и др.); в сборочных цехах могут быть выделены слесарно-сборочные участки по видам собираемых узлов, подузлов, блоков и других сборочных единиц. Следует отметить, что не все технологически специализированные участки могут быть самостоятельными административно-обособленными единицами. Одному начальнику участка (старшему! мастеру) может подчиняться несколько родственных участков в зависимости от их размеров (числа единиц оборудования и количества рабочих) а технологических участках (при групповом расположении оборудования) партии деталей могут обрабатываться од-, повременно на нескольких единицах оборудования (станках-дублерах). В этом случае может быть организованно многостаночное обслуживание, при котором значительно сокращается продолжительность производственного цикла обработки партии деталей, снижается себестоимость их обработки. При предметной форме специализации создаются производственные цехи и участки, специализированные по предметам. Они могут быть предметно-замкнутыми (ПЗУ) и предметно групповыми (ЛГУ), На предметно-замкнутых участках (в технологическом отношении) должны выполняться, как правило, все (от первой до последней) операции, необходимые для обработки деталей или сборки сборочной единицы. Поскольку полностью замкнуть процесс изготовления детали на одном участке (в цехе) в некоторых случаях по ряду причин не представляется возможным, допускается некоторая кооперация с участками данного цеха или других цехов. Предметно-замкнутые участки не всегда являются административнопроизводственными единицами. Иногда несколько таких участков объединяются в один административно-производственный участок. Номенклатура деталей, обрабатываемых на ПЗУ, значительно меньше, чем на любом технологическом участке. Вся номенклатура деталей, закрепляемая за цехом, при предметной | форме специализации разбивается по нескольким участкам, на каждом из которых обрабатывается только эта часть (несколько или одна номенклатурная единица). В связи с этим в основе организации ПЗУ заложена классификация деталей и сборочных единиц по определенным признакам и закрепление каждой классификационной группы деталей за определенной группой рабочих мест.| В результате классификации деталей создаются горизонтальные и вертикальные ряды классификации. В горизонтальные ряды объединяются детали по ряду признаков (конструктивно-технологические, плановоорганизационные). Эти ступени деления образуют классификационные подразделения: классы, подклассы, типы, группы и т. д. Вертикальные ряды представляют собой совокупность некоторых классификационных подразделений различных видов. К числу основных признаков, по которым создаются эти ряды, как правило, относятся: 1) вид заготовки; 2) габаритные размеры (масса) деталей; 3) конструктивный тип деталей; 4) основной технологический маршрут обработки. 72 По первому признаку детали делятся на классы. Например, детали изготавливают из поковок, штамповок; стального, чугунного, цветного литья; катаного круглого, полосового, листового материала. По второму признаку детали каждого класса подразделяются на подклассы крупных, средних и мелких деталей. По третьему признаку детали каждого подкласса подразделяются на группы по конструктивным характеристикам: валы, втулки, шестерни, винты, плиты и т. д. По четвертому признаку каждая группа деталей разбивается на типы по сложности и трудности операции и по технологическим маршрутам, например детали с обработкой на токарных, фрезерных и сверлильных станках (т-ф-с), токарных, расточных и шлифовальных станках (т-р-ш). 7.3. Особенности организации предметно-замкнутых участков Как отмечалось выше, на предметно-замкнутых участках производится полная обработка деталей (или почти полная, без отдельных операций), в результате которой получается законченная продукция. На практике различают следующие разновидности предметно-замкнутых участков обработки деталей: 1) участки с одинаковыми или однородными технологическими процессами или маршрутами движения (например, обработка корпусов одного типа, но разных размеров); 2) участки разнообразных деталей, сходных по конфигурации и операциям обработки (например, детали плоские, детали типа тел вращения и др.); 3) участки деталей, сходных по габаритам и операциям обработки (например, детали крупные, мелкие и т. д.); 4) участки деталей из материалов и заготовок определенного вида (ковок, штамповок, сплавов, пластмасс, керамики и т. д.). Для организации работы таких участков необходимо рассчитывать следующие календарно-плановые нормативы: размер партии деталей конкретного наименования; периодичность (ритмичность) чередования партии деталей этого наименования; число партий по каждому наименованию деталей; количество единиц оборудования по каждой операции производственного процесса и коэффициент его загрузки; кооперационноподетальный стандарт-план; продолжительность производственного цикла обработки партии деталей каждого наименования; нормативы заделов и незавершенного производства. В основу расчета календарно-плановых нормативов закладываются: программа выпуска (запуска) деталей каждого наименования на плановый период; технологический процесс и нормы времени обработки деталей каждого наименования по конкретной операции; нормы подготовительно73 заключительного времени на каждую операцию по каждому наименованию детали; допустимые потери рабочего времени на переналадку и плановые ремонты оборудования; число рабочих дней в плановом периоде, продолжительность рабочей смены и режим работы. Пример. Предположим, что на ПЗУ обрабатываются три вида деталей: А, Б и В. Технологический процесс, нормы штучного времени, нормы подготовительно-заключительного времени и время на переналадку оборудования приведены в табл. 7.1. Месячная программа выпуска: N А  1400 шт. N Б  2100 шт .; N В  1750 шт . Число рабочих дней в месяце Д Р  21 день . Режим работы ПЗУ - двухсменный. Потери времени на подналадку оборудования  об  2% номинального фонда времени. Расчет размера партии деталей каждого наименования. Величина партии деталей зависит от многих экономических и организационно-производственных факторов, поэтому нормальный (оптимальный) размер партии по каждому наименованию деталей определяется, как правило, в два этапа. Таблица 7.1 Нормы времени на выполнение операций, подготовительнозаключительное время и нормы времени на переналадку оборудования Операция Нормы времени по деталям, мин А Токарная Фрезерная Шлифовальная Итого (Tто) Б В tшт tп.з. tн.о. tшт tп.з. tн.о. tшт tп.з. tн.о. 3,53 2,33 5,95 15 15 10 20 20 20 3,95 4,75 5,57 15 15 10 20 20 20 2,82 3,78 7,64 15 15 10 20 20 20 11,81 40 60 14,27 40 60 14,24 40 60 На первом этапе устанавливается расчетная (минимальная) величина размера партии деталей J-го наименования ( nminj ) по формуле m nmin.j  (100   об )   tn.з.з. i 1 m (7.1)  об   tij i 1 74 где  об - допустимый процент потерь времени на переналадку оборудования; tп.з.i.j - подготовительно-заключительное время на i-й операции j-го наименования изделия, мин; ti.j - норма штучного времени на i-й операции j-ro наименования изделия, мин; т - число операций j-гo наименования изделий. Для данного примера nmin.A  (100  2)  40 (100  2)  40  166 шт.; nmin. Б   137 шт.; 2 11,81 2 14,27 nmin. В  (100  2)  40  138 шт. 2  4,24 За максимальный размер партии деталей j-го наименования может быть принята месячная программа выпуска. В рассматриваемом примере nmax.A  Nа  1400 шт.; nmax. Б  N Б  2100 шт.; nmax. В  N В  1750 шт. Второй этап определения размера партии деталей J-го наименования заключается в корректировке полученных размеров партии деталей, т. е. nmin.i.j .и nmax.i.j Предел нормального (оптимального) размера партии ограничен неравенством: nmin.j  nн.j  nmax.j (7.2)1 Корректировка предельных размеров партии деталей j-го, наименования начинается с установления удобопланируемых ритмов. Ряды этих ритмов зависят от числа рабочих дней в месяце. Для рассматриваемого примера удобопланируемыми ритмами могут быть 21,7,3 и 1 день. Ритм (период чередования) партии деталей каждого наименования рассчитывается по формуле (5.17). Если по расчету получается дробное число, то из ряда удобопланируемых ритмов принимают ближайшее целое число ( Rпр ) . В данном примере Rp.A  21 166 21 137  2,49; Rпp.A  3 дня; Rp.Б   1,37; 1400 2100 75 Rпp.Б  1 день; Rp.В  21 138  1,67; Rпp.В  3 дня . 1750 Далее для всех наименований деталей ПЗУ принимается общий (максимальный из всех принятых) период чередования. Для рассматриваемого примера. Rпp.  3 дня . После этого корректируются размеры партий деталей каждого j-го наименования по формуле n j  Rпр.j  N j / Д р (7,3) Размер партии и период чередования должны быть такими, чтобы обеспечивались пропорциональность и соответствующий уровень производительности труда на каждом рабочем месте. В данном примере 1400 2100  200 шт.; nн.Б  3   300 шт.; 21 21 1750 nн.В   250 шт.; 21 Число партий по каждому j-му наименованию деталей (А) определяется по формуле nн.А  3  X j  N j / nн.j (7.4) Для рассматриваемого примера XA  1400 2100 1750  7; X Б   7; X A   7; 200 300 250 Число единиц оборудования по каждой i-й операции рассчитывается по формуле n n n j1 j1 j1  N j tij   X j  tн.оi.j   tп.зij Сp.i  Fэф  K B , (7.5) где j- номенклатура обрабатываемых деталей, закрепленных за ПЗУ; tн.оij - время, затрачиваемое на переналадку оборудования на 1-й 76 операции по j-му наименованию детали, мин; Fэв - эффективный фонд времени работы оборудования за плановый период времени с учетом режима работы участка, мин; К в — коэффициент выполнения норм времени. Расчет числа единиц оборудования и коэффициента его загрузки проводится в табличной форме (табл. 7.2) с учетом данных рассмотренного выше примера. Вид операций Фрезерная Шлифовальная Модель станка (группа оборудования) Расчетные показатели tij , tп.з.ij , t н.о.ij , T , ч tij , j мин мин мин Деталь А Деталь Б Деталь В Итого 3,53 3,95 2,82 Коэффициент выполнения норм времени (Кв) Эффективный фонд времени (Fэф) 15 15 15 3А110В 6Т83Ш-1 1К62 20 20 20 84,95 140,83 84,83 310,61 1,0 мин 2,33 4,75 3,75 tп.з.ij , t н.о.ij , T j , ч tij , мин мин 15 15 15 20 20 20 мин 56,95 168,83 112,83 338,61 1,0 5,95 5,57 7,64 tп.з.ij , tн.о.ij, T j , ч мин 15 15 15 мин 20 141,33 20 197,45 20 225,33 564,11 1,0 322 322 322 Расчетное число рабочих мест (С pi ) 0,96 1,05 1,75 Принятое число рабочих мест (Cпр.i ) 1 1 2 0,96 1,05 0,88 Коэффициент загрузки оборудования(K а.i ) Для первой (токарной) операции Ср.1  1400  3,53  2100  3,95  1750  2,82  7(20  20  20)  (15  15  15)  096 станка 21  8  2  0,96  1  60 Принимаем Cp.1  1 станок. Коэффициент загрузки оборудования определяется по формуле 77 K з.1  Сpi C пр.i  0,96  0,96. 1 Для остальных операций расчет потребности в оборудовании и коэффициент его загрузки ведется аналогично. Если расчет показывает, что по основным группам станков K з  0,8, то необходимо принять меры к расширению номенклатуры деталей на данном участке. Построение стандарт-плана ПЗУ. Пооперационный по детальный стандарт-план устанавливает повторяющиеся стандартные сроки запуска и выпуска партий деталей каждого наименования по каждой операции. Стандарт план строится на определенный период времени (ритм чередования партий деталей принимается Rпр ) и работа по нему повторяется из периода в период без изменений до тех пор, пока действует данная производственная программа. Для всех наименований деталей ПЗУ принимается общий ритм (наибольший из всех принятых). Для рассматриваемого примера Rпр  3 дня . При построении стандарт-плана разрабатываются три календарных графика (рис.7.1). Порядок построения первого графика следующий. Исходя из установленного срока изготовления партии деталей j-го наименования, на календарный план наносят время циклов обработки каждой партии деталей jго наименования по операциям производственного процесса, начиная с последней и кончая первой (в порядке, обратном ходу технологического процесса), без учета загрузки рабочих мест. Продолжительность операционного цикла ( Tц.опij , ч ) рассчитывается по формуле Tц.опij  Пнj  tij  tп.зij 60  K . (7.6) При исходных данных рассматриваемого примера продолжительность операционного цикла обработки детали "А" на первой операции составит 200  3,53  15  1,5 смены. 60 1  8 Расчет продолжительности операционных циклов по всем деталям и операциям производится в табличной форме (табл. 7.3). Tц.оп1.А  78 Таблица7.3 Расчет продолжительности операционных циклов Операция Токарная Фрезерная Шлифовальная Итого (Тто) Продолжительность цикла обработки партии деталей, смен А Б В 1,5 2,5 1,5 1,0 3,0 2,0 2,5 3,5 4,0 5,0 9,0 7,5 График 1 (рис. 7.1, а) не рационален, так как он построен без учета загрузки рабочих мест. Так, на 12-й рабочий день, согласно графику, вся номенклатура деталей должна обрабатываться на двух шлифовальных станках, изделия Б и В следует обрабатывать одновременно на токарных станках на 9-й день и на фрезерных станках на 10-й день, однако в наличии имеется по одному станку данных моделей. Исходя из этого 79 80 5,0 9,0 7,5 4,0 3,5; 2,5 3; 2; 1 2,5; 1,5 5,0 9,0 7,5 А Б В В Б,А Б,В,А Б,В,А А Б В Iт II ф III ш 0,0 2,5 0,0 выпуска 9,0 11,5 7,5 запуска Опережение, смен 1 2 3 IV ш Номер рабочего места Номер операции 3 7,5 9,0 5,0 запуска 0,0 0,0 0,0 выпуска Опережение, смен в б Б Б А Рис. 7.1. Стандарт-план предметно-замкнутого участка В Б А 2,5 Т Б2,5 В1,5 В2 Б3,5 А1 В 1,5 2 1 0,5 Т Ф 3 3,5 Ф Ш 2 4 1,5 1,5 Т Ф Ш Тц=11,5 смен А1,5 Б3 А Б В В В 2,5 Ш А2,5 4 Период чередования, дни, смены Rчер=3 Rчер=3 Rчер=3 Rчер=3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1,5 1 2,5 T Ф Ш 2,5 3 3,5 a T Ф Ш 1,5 2 4 T Ф Ш Тц=9 смен обработка деталей; зависимость между смежными операциями; пролёживание деталей в ожидании высвобождения станка Tц.оп.j, смен Условное обозначение деталей операции необходимо закрепить за рабочими местами и установить очередность обработки партий деталей каждого наименования, а затем можно построить графики - график загрузки рабочих мест (см. рис. 7.1, б). При этом должны быть обеспечены наиболее полное и непрерывное использование оборудования и полная занятость рабочих. Календарное сочетание операций по данной партии деталей каждого наименования по возможности должно приближаться к параллельнопоследовательному виду движений. На этом же графике строится собственно стандарт-план, где представлены стандартные повторяющиеся сроки выполнения всех операций обработки партий деталей каждого наименования. После построения графика 2 строится уточненный график 3 технологического цикла обработки партий деталей каждого наименования с учетом загрузки рабочих мест (см. рис. 7.1, в). При этом необходимо стремиться к тому, чтобы время циклов отдельных операций графика 2 являлось проекциями на графике 3. По этому графику определяются продолжительность технологического цикла партий каждого наименования, опережение запуска, выпуска, время пролеживания партий деталей в ожидании высвобождения оборудования от обработки предыдущей партии и общая продолжительность производственного цикла комплекта партий деталей ( Tц.к ), изготавливаемых на ПЗУ. Расчет продолжительности производственного цикле проводится по каждой партии деталей каждого наименования по стандарт-плану (графический метод) и по формулам (аналитический метод). При расчете по графику с учетом загрузки рабочих мест и времени пролеживания деталей, продолжительность производственного цикла составляет соответственно: Т ц.А  7,5 смены, Т ц.Б  9 смен, Т ц.В  9 смен, а общая продолжительность производственного цикла комплекта партий деталей Т ц.к  11,5 смены. Время опережения запуска-выпуска с учетом пролеживания составляет 2,5 смены (см. рис. 7.1,в). Аналитическим методом продолжительность производственного цикла определяется по формуле (приблизительное значение, так как в формуле не учитывается время пролеживания деталей и принимается среднеарифметическое значение числа единиц оборудования)| m m Tц.j  ( Пн.j   tшт.i.j / Cпрi   tп.зij  m  tп.оij  tзах з  te )  i 1 i 1 1 , 60 (7.7) где t зах - время на одну заходку деталей в другие цехи, мин;  - число заходов партии деталей в другие цехи; tе - время, затрачиваемое на естественные процессы (сушка, остывание и др.), мин. 81 Определение среднего размера заделов и незавершенного производства. Размер задела по j-му наименованию деталей определяется по формуле Z j  nнjTцj / Rпр . (7.8) Для рассматриваемого примера Z A  200 7,5 9  250 шт.; Z Б  300  450 шт.; 3 2 3 2 9  375шт.; 3 2 Величина незавершенного производства без учета затрат труда на предыдущих стадиях обработки деталей рассчитывается по формуле Z В  250 m    tпз.ij    m  Kн . Н срВj  Z j   tij  i 1 n нj  i  1       (7.9) В данном примере 40   Н срВ.А  250  11,81    0,5  1501,25 мин, или 25 ч. 200   40   Н срВ.Б  450  14,27    0,25  3240 мин, или 54 ч. 300   40   Н срВ.В  375  14,24    0,5  2700 мин, или 45 ч. 250   7.4. Особенности предметно-групповой и смешанной форм организации производства При предметно-групповой форме организации непоточного производства создаются предметные, групповые или подетально-групповые участки на основе использования групповой технологии обработки деталей. Ранее применялся метод типизации технологических процессов, впервые разработанный в 1936 г. проф. Ленинградского политехнического института А. 82 П. Соколовским. Сущность этого метода заключалась в том, что все детали разбивались на классы, подклассы, группы, подгруппы и т. д. вплоть до типа. К одному типу относились детали, для которых можно разработать и применить единый общий типовой технологический процесс. Этот метод широко применяется и в настоящее время (как ПЗУ, где обрабатывается одно изделие). Дальнейшим развитием метода типизации технологических процессов послужил метод групповой обработки деталей, разработанный проф. С. П. Митрофановым в 1959 г. Сущность этого метода заключается в разработке технологического процесса и технологической оснастки для группы сходных между собой деталей или операций, для которых требуются однотипное оборудование и оснастка; при этом сокращается многообразие обрабатываемых деталей и операций. Данный метод способствует применению технологии соответствующей уровню технологии крупносерийного и массового производств. Групповое производство в процессе обрабатывающей стадии на базе групповой технологии, может быть создано в виде подетально-групповых цехов, участков и групповых (многопредметных) поточных линий, где детали обрабатываются без переналадки станков. В дополнение к преимуществам предметной специализации предметно-замкнутых участков подетальногрупповые участки обладают следующими достоинствами: 1) отсутствие времени на переналадку станков, что приводит к снижению себестоимости обработки деталей, повышению производительности и увеличению коэффициента использования оборудования; 2) упрощение внутрицехового оперативно-производственного планирования и управления за счет сокращения внешних связей каждого участка; 3) повышение степени саморегулирования участком вследствие увеличения внутренних связей на участке. Однако в некоторых случаях не удается производить детали на одном участке (предметно-замкнутом или предметно-групповом) по ряду причин (слишком малая загрузка того или иного оборудования, необходимость вынесения отдельных операций по санитарно-гигиеническим или технологическим условиям, в отдельные помещения и т. д.). В таком случае используется смешанная форма специализации непоточного производства, т. е. обработка деталей ведется на технологических и предметно-замкнутых (предметногрупповых) участках. Данная форма имеет те же преимущества и недостатки, что и две рассмотренные выше формы, но при этом появляются дополнительные трудности в организации производства: 1. Технологический маршрут разрывается на отдельные части, если выделяемые операции не начальные и не конечные. 2. Значительно удлиняется маршрут движения деталей в связи с заходами их в другие цехи (участки) и возрастает продолжительность производственного цикла за счет увеличения времени транспортировки. 3. Снижаются ответственность единого лица за сроки изготовления деталей и их качество. 4. Усложняется цеховое планирование. 83 5. Появляются оборотные заделы между участками, что вызывает потребность складских помещений и обусловливает рост незавершенного производства; 7.5. Особенности организации участков серийной сборки изделий Организацию участков серийной сборки изделий можно отнести к непоточным методам производства тогда, когда изделия изготавливаются малыми сериями при широкой номенклатуре или партиями, но повторяемость партий изделий данной номенклатуры в программе завода либо отсутствует, либо нерегулярна, а размеры партий неустойчивы. На участке серийной сборки рабочий (или бригада рабочих) вначале выполняет одну операцию над серией или партией собираемых изделий каждого наименования, затем вторую, третью и т. д. После каждой операции над партией (серией) изделий рабочий обычно производит переналадку рабочего места (смена инструмента, приспособлений, наладка специальных установок, подготовка мерительного инструмента и т. д.), затрачивая так называемое подготовительно-заключительное время. При серийной сборке каждый рабочий может выполнять несколько различных операций по одному изделию любого наименования, а также по различным сборочным объектам. При такой форме организации производства предметы сборки передаются с операции на операцию целиком всей партией (серией) изделий любого найме' новация. .Особенностью организации работы участков серийной сборки является расчленение изделия на отдельные сборочные элементы (единицы). Так как большинство деталей перед установкой их на изделие предварительно собирается в сборочные единицы (мелкие сборочные единицы, подузлы, узлы и т. д.), обособленные от других элементов изделия, это дает возможность организовать их сборку параллельно, а все календарно-плановые нормативы устанавливаются на партию сборочных единиц.| Партия-это заранее установленное количество одноименных предметов труда (сборочных единиц), изготавливаемых с одной наладки рабочего места (с однократной затратой подготовительно-заключительного времени). Сборочные операции в отличие от заготовительных и обрабатывающих являются более однородными, легко поддающимися элементарному расчленению на отдельные переходы, что дает возможность для перегруппировки их в новые операции. Это обстоятельство во многих случаях создает благоприятные условия для выравнивания времени выполнения операций (пропорциональности) по отдельным рабочим местам. Продолжительность сборочных операций и процессов по сборке сборочных единиц зависит не только от их трудоемкости, но и от количества рабочих, одновременно занятых их выполнением, т. е. от так называемого фронта работы. Это позволяет во многих случаях уменьшить 84 продолжительность производственного цикла сборки изделия. Другой важной особенностью организации участков серийной сборки является расчет периода чередования партий сборочных единиц, построение циклового графика сборки изделия и расчет продолжительности производственного цикла (расчет этих календарно-плановых нормативов приведен в пар. 5.3). Размер партии ( nн ) и период чередования ( Rпр ) должны быть согласованы со сроками поставки готовой продукции и периодами чередования партий на сопряженных участках. Размеры партий изделий и периоды их чередования должны быть выбраны такими, чтобы обеспечивался соответствующий уровень производительности труда на каждом рабочем месте, а также удобная передача партий с одного рабочего места на другое. По крупногабаритным сборочным единицам (узлам, блокам и т. д.) нормальный размер партии может быть скорректирован в меньшую сторону (иногда менее минимального размера по расчету). По узлам и другим сборочным единицам, имеющим установленный предельный срок хранения, нормальный размер партии сокращается. Для всех сборочных единиц, входящих в одно и то же изделие, как правило, устанавливается единый период чередования партий. В течение каждого периода чередования обеспечивается выпуск комплекта партий всех сборочных единиц, принадлежащих данному изделию. Если на участке собирается несколько наименований изделий (2-3 и более), имеющих разную программу выпуска (запуска), то w тогда следует выбирать единую периодичность повторения всех партий сборочных единиц каждого наименования. В крайнем случае на участке можно назначить 2-3 разных периода чередования, но кратных друг другу. Сокращение числа разных ритмов партий значительно упрощает построение стандарт-плана и облегчает оперативное планирование и регулирование работ на участке. Построение сборочного процесса во времени может быть осуществлено по любому из рассмотренных выше (см. пар. 5.2) видов движения: последовательному, последовательно-параллельному или параллельному. Последовательная сборка изделия применяется в том случае, когда все сборочные работы осуществляются одной бригадой сборщиков, начиная от первой сборочной единицы до полной сборки и испытания (рис. 7.2). Общая продолжительность цикла определяется по формуле посл (Tц.сп.б ) сборки партии m посл Tц.сп.б  пн  tсб.ед.i , i 1 (серии) изделий (7.10) где m- число сборочных единиц. 85 Сборочная единица Tсб.ед Время,ч Опережение,ч запуска выпуска 1 Общая сборка 2,0 0,0 2,0 Узел №3 1,5 2,0 3,5 Узел №2 1,0 3,5 4,5 Узел №1 1,5 4,5 6,0 2 3 4 5 6 8 7 1-е изделие 9 10 11 12 13 14 15 16 2-е изделие Tц.сб.и посл Tц.сб.п  12 ч Рис. 7.2. График организации процесса последовательной сборки двух изделий (п = 2) Примером параллельно-последовательной сборки может служить сочетание параллельной сборки узлов на отдельных рабочих местах при осуществлении последовательной общей сборки изделий на одном рабочем месте (рис. 7.3). Общая продолжительность цикла сборки серии изделий пп (Tц.сп.б ) ) снижается. Ее величина рассчитывается по формуле n пп тр Tц.сп.б  t узл   tоб.сб , (7.11) i 1 тр где t узл - время сборки наиболее трудоемкого узла, ч; (об.св- время общей сборки изделий, ч. Сборочная единица Tсб.ед Опережение,ч запуска выпуска Время,ч 1 2 3 4 5 1-е изделие Общая сборка 2,0 0,0 2,0 Узел №3 1,5 2,0 3,5 Узел №2 1,0 2,0 3,5 Узел №1 1,5 2,0 3,5 1 t пр 3 2 1 t пр 2 2 1 t пр1 2 t узл 6 2-е изделие tоб.сб пп Т ц.сб.п  5,5 ч Рис. 7.3. График организации процесса последовательнопараллельной сборки двух изделий (п„ = 2) 86 Однако при такой форме организации возникают простои рабочих на тех рабочих местах, где продолжительность цикла узловой сборки меньше продолжительности цикла общей сборки. Общее время простоя определяется по формуле m tпр  (nн  1)  tоб.сб  m   t узл.i , (7.12) i 1 где m - общее количество узлов, собираемых параллельно; t узл.i - длительность сборки i-го узла, ч. При организации параллельной сборки по всему сборочному процессу продолжительность производственного цикла сборки серии (партии) изделий (Т%.п) еще больше сокращается (рис. 7.4). Величина ее рассчитывается по формуле n пар тр Tц.сб.п  t узл   tоб.сб.i  i 1 n 1  i , (7.13) | i 1 где т- время совмещения (параллельности) выполнения общей сборки изделия, мин. Сборочная единица Тсб.ед, ч Общая сборка 2,0 Опережение, ч выпуска запуска 0,0 Время, ч 1 2 1,5 2,0 3,5 Узел №2 1,0 2,0 3,5 Узел №1 1,5 2,0 3,5 4 5 6 1-е изделие 2,0 Узел №3 3 1 2 1 2 1 2 tузл 2-е изделие tоб.сб пар Tц.сб.п =5 ч Рис. 7.4. График организации процесса параллельной сборки двух изделий ( nн  2 ) без синхронизации сборочных единиц Однако, как и в предыдущем случае, из-за некратности 87 продолжительности циклов узловой сборки и общей сборки изделия на отдельных рабочих местах возникают простои ( tпр ), суммарная величина которых по данному узлу изделия определяется по формуле n пар tпрi  Tц.сб.п  tоб.сб   t узл i . (7.14) i 1 Таким образом, применение параллельной сборки по всему процессу без синхронизации продолжительности сборки узлов и общей сборки изделия не полностью ликвидирует простои рабочих мест. Если операции сборочного процесса разделить на отдельные более мелкие элементы и снова их сгруппировать в новые операции, то можно добиться равенства или кратности выполнения их. Предположим, что при пересмотре технологии установлено, что часть элементов по общей сборке можно перенести на узловую сборку, в частности на сборку узла № 2. Тогда сборка узлов и общая сборка изделия образуют пропорциональный процесс при той же общей трудоемкости (рис. 7.5), который позволяет полностью ликвидировать простои на рабочих местах и уменьшить продолжительность производственного цикла. Сборочная единица Тсб.ед, ч Опережение, ч выпуска запуска Общая сборка 1,5 0,0 1,5 Узел №3 1,5 1,5 3,0 Узел №2 1,5 1,5 3,0 Узел №1 1,5 1,5 3,0 Время, ч 1 2 3 4 1-е изделие 1 2 1 2 1 2 tузл 5 6 2-е изделие tоб.сб пар Tц.сб.п =4,5 ч Рис. 7.5. График организации процесса параллельной сборки изделий при синхронизированных операциях ( nн  2 ) Глава 8. ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОЧНЫХ МЕТОДОВ ПРОИЗВОДСТВА 88 8.1. Общие положения Развитие предметной формы специализации цехов (участков) приводит к созданию поточного производства - наиболее прогрессивной и эффективной формы организации производственных процессов, основанных на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций. Эти операции выполняются на специализированных рабочих местах, расположенных в последовательности технологического процесса, которая в максимальной степени позволяет реализовать принципы прямоточности, специализации, непрерывности, параллельности, пропорциональности и ритмичности. Принцип прямоточности предусматривает размещение оборудования и рабочих мест в порядке-следовании операций технологического процесса. Прямоточность обеспечивает кратчайший путь движения изделия в производстве. Принцип специализации воплощается в создании специализированных поточных линий, предназначенных для обработки одного закрепленного за данной линией изделия или нескольких технологически родственных изделий. Принцип непрерывности проявляется в виде непрерывного (без межоперационного пролеживания) движения изделий по операциям при непрерывной работе рабочих и оборудования. Подобные линии называются непрерывно-поточными. Непрерывность является прямым следствием принципа пропорциональности, в частности равной производительности на всех операциях линии. Если такого равенства нет, то линия называется прерывно-поточной или прямоточной. Принцип параллельности предусматривает параллельное движение изделий, при котором они передаются по операциям поштучно либо небольшими транспортными партиями. Принцип ритмичности характеризуется ритмичным выпуском продукции с линии и ритмичным повторением всех операций на каждом ее рабочем месте, На непрерывно-поточных линиях с поштучной передачей выпуск (запуск) каждого изделия осуществляется через один и тот же интервал времени, называемый тактом линии (или поштучным ритмом). Такт линии, как правило, строго согласован с производственной программой и рассчитывается по формул r  Fэф N з , (8.1) где Fэф - эффективный фонд времени роботы линии в плановый период (месяц, сутки, смена), мин; N з - программа запуска по изделию на этот же период, шт. При передаче изделий транспортными партиями (пачками) ритмичность работы непрерывно-лоточной линии характеризуется интервалом времени, 89 определяющим выпуск (запуск) одной пачки от последующей за ней, т. е. ритмом линии, который определяется по формуле R  r  p, (8.2) где p - число изделий в транспортной партии (пачке). Таким образом, за время каждого ритма на линии и рабочих местах выполняется одинаковый по количеству и составу объем работы. Чтобы наглядно пояснить, почему подобное производство называется поточным, обратимся к следующему простому примеру. Пусть для обработки детали А27 требуется технологический процесс, состоящий из пяти операций, время выполнения которых соответственно равно: t1  2мин, t2  6мин , t3  3мин, t4  2мин, t5  4мин. Задана месячная программа (N3 = 9000 шт.). Эффективный фонд времени работы оборудования за месяц составляет 300 ч, или 18 000 мин. Очевидно, что такт линии будет равен 2 мин/шт. (18000:9000), штучное время на всех операциях равно или кратно такту. Следовательно, для согласования ритмичной работы на 1-й операции необходимо иметь один станок, на 2-й операции - втрое больше станков, чем на 1-й, так как время выполнения 2-й операции в 3 раза больше (6:2=3). Аналогично рассчитывается потребное число станков на всех остальных операциях. Схематически это представле-нонарис.8.1. Операция 2 6 мин Операция 3 4 мин Операция 1 2 мин Операция 2 6 мин Операция 5 4 мин Операция 4 2 мин Операция 3 4 мин Операция 5 4 мин Операция 2 6 мин Рис. 8.1. Схема организации потока Приведенная схема наглядно показывает, почему такое производство названо поточным. Чем уже русло потока, тем быстрее его течение и наоборот. Для организации поточного производства характерны следующие признаки: • возможность деления производственного процесса изготовления продукции на более или менее простые операции и закрепление их за отдельными рабочими местами (станками) или за группой одинаковых рабочих мест; • оснащение рабочих мест поточной линии специальным оборудованием, инструментом, приспособлениями, обеспечивающими высокопроизводительное выполнение закрепленных операций; 90 • размещение рабочих мест в строгом соответствии с последовательностью технологического процесса; • транспортная направленность, регламентирующая все производство во времени и в пространстве; • высокая степень механизации и автоматизации процессов производства; • непрерывно повторяющееся единообразие всех производственных факторов - качества и форм материалов, инструментов и приспособлений и т. п.; • равномерность выпуска продукции на основе единого расчетного такта поточной линии; • немедленная (т. е. без межоперационных ожиданий) передача предметов труда с предыдущей операции на последующую поштучно или небольшими партиями, по мере их обработки на предыдущей с помощью специальных транспортных средств. Условиями для перехода на поточные методы производства являются: достаточный объем выпуска однотипных изделий, для чего максимально унифицируют конструкции выпускаемых изделий; углубление специализации завода, цехов, участков и рабочих мест, отработка конструкций изделий с точки зрения требований поточной технологичности; разработка технологического процесса, обеспечивающего наибольшую пропорциональность в потоке, а в серийном производстве - унификация технологии и применение групповой обработки. 8.2. Классификация поточных линий Организационные формы поточных линий весьма разнообразны, поэтому целесообразно делить их на группы по классификационным признакам (рис. 8.2). 1.По степени специализации различают одно- и много предметные поточные линии. Однопредметные поточные линии, как правило, являются постояннопоточными, для которых характерны: а) производство одного вида продукции в течение длительного периода времени до смены объекта производства на заводе; б) постоянно Действующий, несменяемый технологический процесс; в) большой масштаб производства однотипной продукции. Эти Линии, как правило, применяются в условиях массового или крупносерийного производства. Многопредметные поточные линии создаются в тех случаях, когда программа выпуска продукции одного вида не обеспечивает достаточной загрузки комплекта оборудования линии. В зависимости от метода чередования объекта производства многопредметные линии подразделяются на переменнопоточные и групповые. Переменно-поточная линия - это линия, на которой обрабатывается 91 несколько конструктивно-однотипных изделий разного наименования, обработка ведется поочередно через определенный интервал времени с переналадкой рабочих мест (оборудования) или без их переналадки. В период изготовления предметов определенного наименования такая линия работает по тем же принципам, что и однопредметная. Групповая линия - это линия, на которой обрабатывается несколько изделий разных наименований по групповой технологии и с использованием групповой оснастки либо одновременно, либо поочередно, но без переналадки оборудования (рабочих мест). 2. По степени непрерывности технологического процесса различают непрерывные и прерывные (прямоточные) линии. Непрерывно-поточными могут быть как одно-, так и многопредметные поточные линии. 92 Классификационные признаки Ссочетание признаков Поточные линии 1. Степень специализации 1.1. Метод обработки 2. Степень непрерывности 3. Способ поддержания ритма 3.1. Характер перемещения 4. Способ транспортировки предметов труда 4.1. Тип конвейера 5. Характер движения конвейера 6. Уровень автоматизации процесса Однопредметные Переменнопоточные Многопредметные Груповые Непрерывные Прерывные Регламентированный ритм Свободный ритм Принудительное перемещение Свободное перемещение Конвейеры Прочие транспортныесредства Рабочие конвейеры Распределительные конвейеры Непрерывный Пульсирующий Автоматические линии Полуавтоматические линии Рис. 8.2. Схема классификации основных видов поточных линий. На непрерывно-поточных линиях предметы труда с операции на 93 операцию непрерывно передаются поштучно или небольшими транспортными партиями с помощью механизированных или автоматизированных транспортных средств (конвейеров) через одинаковый промежуток времени, равный такту или ритму потока. При этом время выполнения всех операций технологического процесса на данном рабочем месте должно быть равно или кратно такту (ритму). Такой технологический процесс принято называть синхронизированным. Непрерывно-поточные линии используются на всех стадиях производства. Особенно большое распространение они получили в сборочных процессах, где преобладает ручной труд, поскольку его организационная гибкость позволяет разделить технологический процесс на операции, добиваясь полной синхронизации. Прерывно-поточными также могут быть одно- и много-предметные поточные линии. Они создаются, когда отсутствует равенство или кратность длительности операций такту и полная непрерывность производственного процесса не достигается. Для поддержания беспрерывности процесса на наиболее трудоемких операциях создаются межоперационные оборотные заделы. Прерывно-поточные однопредметные линии наиболее широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного производства, а прямоточные многопредметные - в механообрабатывающих цехах серийного и мелкосерийного производства. 3. По способу поддержания ритма различают линии с регламентированным и свободным ритмом. Линии с регламентированным ритмом характерны для не прерывно-поточного производства. Здесь ритм поддерживается с помощью конвейеров, перемещающих предметы труда с определенной скоростью, или с помощью световой или звуковой сигнализации при отсутствии конвейеров. Линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Эти линии применяются при любых формах потока (непрерывной и прерывной), и соблюдение ритма в этом случае возлагается непосредственно на работников данной линии. Его величина должна соответствовать расчетной средней производительности за определенный период времени (час, смену). 4. По виду использования транспортных средств различают линии со средствами непрерывного действия (конвейерами), с транспортными средствами дискретного действия и линии без транспортных средств. Линии с транспортными средствами непрерывного действия в зависимости от функций, выполняемых этими средствами, подразделяются на: линии с транспортным конвейером; линии с рабочим конвейером и линии с распределительным конвейером. Транспортные конвейеры поточных линий (ленточные, пластинчатые, цепные, подвесные и др.) предназначены для транспортировки предметов труда и поддержания заданного ритма работы линии. 94 Рабочие конвейеры поточных линий являются не только транспортными средствами непрерывного действия, выполняющими функции транспортных конвейеров, но и представляют собой систему рабочих мест, на которых осуществляются технологические операции без снятия предметов труда. Распределительные конвейеры применяются на поточных линиях с выполнением операций на стационарных рабочих местах (станках) и с различным числом рабочих мест - дублеров на отдельных операциях, когда для поддержания ритмичности необходимо обеспечить четкое адресование предметов труда по рабочим местам. Линии с транспортными средствами дискретного действия в зависимости от разновидности этих средств могут быть подразделены на несколько видов. К транспортным средствам дискретного действия относятся; бесприводные (гравитационные) транспортные средства (рольганги, скаты, спуски и др.); подъемно-транспортное оборудование циклического действия (мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.). Линии без наличия транспортных средств - это линии с неподвижным предметом труда (как правило, при сборке крупных объектов). 5. По характеру движения конвейера различают линии с непрерывным и пульсирующим движением конвейера. Линии с непрерывным движением конвейера создаются в тех случаях. когда по условию технологического процесса операции должны выполняться во время движения рабочего конвейера без снятия предметов труда с рабочих мест или операции должны выполняться на стационарных рабочих местах (транспортный конвейер). Линии с пульсирующим движением конвейера создаются в тех случаях, когда по условию технологического процесса операции должны выполняться при неподвижном объекте производства на рабочем конвейере. В этом случае привод конвейера включается автоматически через заданный интервал времени только на время, необходимое для перемещения изделий на следующую операцию. 6. По уровню механизации процессов различают автоматические и полуавтоматические поточные линии. Автоматические поточные линии характеризуются объединением в единый комплекс технологического и вспомогательного оборудования и транспортных средств, а также автоматическим централизованным управлением процессами обработки и перемещения предметов труда. На этих линиях все технологические, вспомогательные и транспортные процессы полностью синхронизированы и действуют по единому такту (ритму). Полуавтоматические поточные линии агрегатированы из специальных станков-полуавтоматов (с последовательным, последовательно-параллельным и параллельным агрегатированием). •* 95 8.3. Выбор, обоснование и компоновка поточных линий Основанием для выбора вида поточной линии, как правило, служит тип производства и технологический процесс изготовления продукции. Если тип производства массовый или крупносерийный, целесообразно выбрать однопредметную поточную линию, так как выпуск продукции одного наименования будет значительным, а это позволит обеспечить достаточно высокую загрузку всех рабочих мест. Если же тип производства серийный или мелкосерийный, то, как Правило, выбирают многопредметную поточную линию, так как выпуск продукции одного наименования не позволяет обеспечивать полную загрузку всех рабочих мест линии. После того, как сделан выбор поточной линии (однопредметной или многопредметной) на основании технологии и номенклатуры изготавливаемой продукции, устанавливается степень непрерывности. Она определяется исходя из сопоставления времени выполнения отдельных операций технологического процесса и такта потока. Если их отношение равно или кратно (допускается отклонение в пределах 5-7 %), то технологический процесс считается синхронизированным и выбирается непрерывно-поточная линия (одно- или многопредметная непрерывно-поточная). Если же процесс не синхронизирован, то выбирают прерывно-поточную линию (одно- или многопредметную). Условие синхронизации технологического процесса можно записать следующим образом: t t t1 t  2  3  ...  n  rн.л , C1 C2 C3 Cn где (8.3)| - нормы штучного времени по операциям технологического процесса, мин; C1, C2 , C3 ,...Cn - число рабочих мест по операциям технологического процесса; rн.л - такт (поштучный ритм) непрерывно-поточной линии, мин/шт. t1, t2 , t3 ,... tn При обосновании вида поточной линии особое внимание уделяется возможности превращения прерывно-поточного производства в непрерывнопоточное путем проведения синхронизации. Основными направлениями синхронизации операций на поточных линиях обрабатывающих цехов являются рационализация операций и изменение режимов обработки. Синхронизация операций путем повышения режимов резания, как правило, требует дополнительных затрат на инструмент, оснастку, а также на амортизацию оборудования. В то же время это обеспечивает снижение затрат на заработную плату, экономию оборотных средств за счет исключения оборотных заделов и сокращение накладных расходов. Синхронизация операций может быть достигнута также за счет снижения режимов резания на отдельных операциях до необходимого уровня. 96 В результате этого увеличивается машинное время ( tм ), а следовательно, и штучное время ( tшт ), которое может быть доведено до величины, равной или кратной такту потока. Увеличение доли машинного времени повышает возможность внедрения многостаночного обслуживания, что может дать экономию на заработной плате, поскольку расценка на изготавливаемое изделие возрастает непропорционально увеличению числа обслуживаемых станков. Основным направлением синхронизации на лоточных линиях сборочных производств является деление технологического процесса на операции, по продолжительности равные или кратные такту потока. В зависимости от номенклатуры выпускаемых изделий и технологии их изготовления выбираются: многопредметные непрерывно-поточные линии с последовательным изготовлением (переменно-поточные) или с параллельным изготовлением (многорядные) либо групповые, если технологический процесс изготовления изделий разного наименования синхронизирован и при переходе с изготовления одного изделия определенного наименования на изготовление другого изделия не требуется переналадка оборудования; многопредметные прерывно-поточные линии (переменно-поточные или групповые), если процессы изготовления изделий не синхронизируются. После выбора вида поточной»линии определяют тип оборудования и транспортных средств, Выбор типа технологического оборудования для формирования поточной линии предопределяется характером технологического процесса, составом, сложностью и назначением входящих в него операций, габаритами, массой изготовляемого изделия и требованиями, предъявляемыми к его качеству. При выборе транспортных средств поточно-механизированного и автоматизированного производства учитываются конфигурация, габаритные размеры, масса, особенности выполнения операций и их синхронизация, объем и постоянство выпуска изделий, а также функции, выполняемые транспортными устройствами и системами, их технические и эксплуатационные возможности. Исходя из многообразия указанных факторов при формировании поточных линий могут быть использованы средства периодического транспорта - мостовые краны, монорельсы с тельферами, электротележки, электрокары и др.; бесприводные средства непрерывного транспорта рольганги, скаты,' спуски и др.; приводные средства непрерывного транспорталенточные, пластинчатые, цепные, подвесные и другие транспортеры (конвейеры); роботизированные транспортные средства - роботыманипуляторы, роботы-электрокары, различные транспортно-накопительные автоматизированные системы. После выбора технологического оборудования и вида транспортных средств производится компоновка поточной линии. При этом желательно добиваться прямолинейного расположения оборудования (рис.8.3, а, б), если позволяют производственные площади и тип выбранных (разработанных) 97 транспортных средств. При отсутствии достаточных площадей нередко целесообразны компоновки с Г- и П-образными, зигзагообразными (рис. 8.3, в) или кольцеобразными (рис. 8.3, г) внешними контурами. Расположение оборудования у транспортного средства в два ряда или в шахматном порядке (рис. 8.3, б, д) позволяет более рационально использовать производственную площадь цеха и экономить средства в за счет применения транспортных средств (конвейеров) меньшей длины. Выбор рациональной структуры и компоновка являются важной предпосылкой разработки оптимальных планировок поточных линий. Оценка оптимальности варианта планировки линии производится по таким технико-экономическим показателям, как доля площади, занятой непосредственно технологическим оборудованием, выпуск продукции на1м2 производственной площади, длина пути, проходимого за смену рабочими при обслуживании ими нескольких единиц оборудования, и др. 98 1 а 1 Подача заготовок 2 3 4 5 1 2 3 Подача заготовок 7 5 2 4 9 6 3 11 8 10 Выход готовых деталей 12 2 Подача заготовок в Выход готовых деталей К 5 б 6 1 4 1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 11 12 13 14 К 3 2 Выход готовых деталей 5 4 1 6 Подача заготовок К 9 8 Выход готовых деталей 7 1 2 1 2 2 3 4 4 5 6 7 1 2 2 3 4 4 5 6 7 Подача заготовок 7 Выход готовых 8 деталей 8 К Рис.8.3.Схема компоновки и планировки поточных линий: 1-оборудование (рабочие места); 2-операторы; 3-рольганг; Достаточно рациональные компоновки и планировки поточных линий получаются при использовании макетов моделей рабочих мест (двумерные контуры оборудования, мест складирования, оргоснастки и др.). Моделирование поточных линий На ЭВМ обеспечивает выбор их 99 рациональных компоновок и планировок по принятому критерию оптимизации. 8.4. Особенности организации однопредметной непрерывно-поточной линии Организация однопредметной непрерывно-поточной линии (ОНПЛ) наиболее совершенная форма организации поточного производства, при которой: а) нормы времени выполнения операций равны или кратны такту (ритму); б) предметы труда перемещаются с одного рабочего места на другое без пролеживания (параллельный вид движения); в) каждая операция закреплена за определенным рабочим местом (узкая специализация рабочих мест); г) рабочие места расположены в порядке последовательности рабочего процесса (принцип прямоточности). Если продолжительность каждой операции равна такту (при поштучной передаче) или ритму (при передаче партиями), то на каждой операции достаточно одного рабочего места и изделия через один и тот же интервал времени будет передаваться с предыдущей операции на последующую. Если же продолжительность операции кратна такту, то на параллельно работающих рабочих местах каждой операции будет обрабатываться одновременно несколько изделий, поступающих в определенной последовательности. Основными календарно-плановыми нормативами однопредметных непрерывно-поточных линий являются: • такт или ритм потока; • число рабочих мест по операциям и по всей поточной линии; • период конвейера и система адресования; • длина ленты конвейера; • скорость движения ленты конвейера и пропускная способность поточной линии; • величина заделов и незавершенное производство; • мощность, потребляемая конвейером; • продолжительность производственного цикла. Расчет такта (ритма) потока. Для расчета этого норматива поточной линии прежде всего должны быть определены: программа запуска продукции на линию за рассчитываемый период (месяц, сутки, смена); фактический (эффективный) фонд времени работы оборудования за этот же период; нормы времени на выполнение каждой операции. Программа запуска рассчитывается для того, чтобы учесть отсев продукции на технологические потери (изготовление пробных деталей при наладке оборудования) или по причине брака. Расчет программы запуска ( N з ) производится по программе выпуска ( N в ): N 100 (8.4) , Nз  в 100   100 где N в - программа выпуска изделий, шт.;  - процент потерь по технологическим причинам или из-за брака. Фактический (эффективный) фонд времени работы оборудования ( Fэф ) рассчитывается по формуле  р  n  , Fэф  Fн  K см  1   100   (8.5) где Fэф - номинальный фонд времени работы оборудования за рассчитываемый период времени, мин или ч; K см число рабочих смен в сутки;  р - потери рабочего времени на проведение всех видов плановых ремонтов, обслуживание, настройку и наладку оборудования, %;  n - потери рабочего времени на регламентированные перерывы для отдыха рабочих-операторов. %. Номинальный фонд времени работы оборудования определяется по формуле Fн  tсм  Д р  tн  Д н , (8.6) где tсм - продолжительность одной рабочей смены, мин или ч; Д р - число рабочих дней в плановом периоде; t н - продолжительность нерабочего времени в предпраздничные дни, мин или ч; Д н - число предпраздничных дней. Для ОНПЛ такт ( rн.л мин/шт.) и ритм ( Rн.л мин/партию) рас считываются по формулам: rн.л  Fэф N ; (8.7)J Rн.л  rн.л  p, (8.8) где p - число изделий в транспортной партии, шт. 101 Расчет числа рабочих мест. Число рабочих мест (единиц оборудования) для ОНПЛ по каждой операции определяется по формуле Cpi  tшт.i rн.л , (8.9) где tшт i - норма штучного времени на выполнение i-й операции с учетом коэффициента выполнения норм, мин. Если нормы времени на операциях равны или кратны такту, то при расчете количество рабочих мест равно целому числу. Если же процесс не полностью синхронизирован, то в результате расчета число рабочих мест получается дробным. После соответствующего анализа его необходимо округлить в большую или меньшую сторону до целого числа. Это будет принятое число рабочих мест на каждой i-й операции ( Cпрi ). Перегрузка допускается в пределах 5-6 %. Расчет потребного числа рабочих мест (единиц оборудования) по всей ОНПЛ ( Cл ), как правило, производится в табличной форме (табл. 8.1) или по формуле Cл   Спр.i . (8.10) i 1 Коэффициент загрузки рабочих мест (оборудования) при выполнении i-й операции определяется по формуле K зi  Cрi Cпрi . (8.11) Таблица 8.1 Расчет потребного числа рабочих мест (единиц оборудования) на ОРПЛ Наименование операций Норма штучного времени (tшт), мин Заготовительная 5,45 Токарная 9,73 И т. д. Итого Коэффи циент выполнения норм времени (Кв) 1,1 1,1 Норма штучного времени с учетом Кв мин Такт (ритм) поточной линии, мин/шт. 4,95 8,85 4,92 4,92 Число рабочих мест (оборудования) Рас- Причет- нятое ное Спр Ср 1,006 1 1,799 2 Коэффициент загрузки оборудования (Кз) 2,805 3 0,94 1.0 0,9 Средний коэффициент загрузки рабочих мест по поточной линии рассчитывается по формуле 102 m m K з.ср.л   Cp.i  Cp.i , i 1 (8.12) i 1 где m - число операций технологического процесса; i=1,2, …, m. Определение периода конвейера и системы адресования. При организации непрерывно-поточного производства строго должен выдерживаться режим, заключающийся в подаче изделий на рабочие места равными партиями через равные промежутки времени. Это условие выполняется в том случае, если в качестве транспортных средств используются транспортные, рабочие и распределительные конвейеры. Остановимся более подробно на применении распределительного конвейера. В этом случае операции выполняются на, стационарных рабочих местах. Изделия снимаются с конвейера и по окончании операции возвращаются на него. Рабочие места располагаются вдоль конвейера с одной или двух его сторон! Изделия равномерно размещаются на несущей части конвейера на участках ленты, отмеченных знаками, например цветными флажками, буквами или цифрами. Минимальный комплект разметочных знаков на линии соответствует наименьшему общему; кратному (НОК) числа рабочих мест на всех операциях линии и называется периодом распределительного конвейера (П): П  НОК С1, С2 , С3 , ..., Сn . (8.13) Например, C1  1, С2  3, С3  2, С4  1 , тогда П = НОК [1,3,2,1]=6 (рис.8,4). п 6 5 4 1-я операция Lпр 3 2 1 6 5 2-я операция 4 3 2 1 6 5 3-я операция 4 3 2 1 4-я операция Рис.8.4. Схема планировки ОНПЛ с распределительным конвейером Период конвейера используется для адресования изделий на рабочие места. Лента размечается так, чтобы период в общей длине ленты укладывался целое число раз. Каждый разметочный знак проходит мимо каждого рабочего места через один и тот же интервал времени, равный такту 103 ( rн.л ), умноженному на число, разметочных знаков в периоде (П), т. е. через Tп  rн.л  П После разметки ленты конвейера разметочные знаки закрепляются за рабочими местами. Это производится в соответствии с продолжительностью выполнения каждой операции. Порядок закрепления номеров разметки по приведенному выше примеру показан в табл. 8.2. Таблица 8.2 Порядок закрепления номеров разметочных знаков за рабочими местами распределительного конвейера Номер операций Число рабочих мест на операции 1 1 2 3 3 2 4 1 Номер рабочего места Число закрепленных знаков за рабочим местом 1 2 3 4 5 6 7 6 2 2 2 3 3 6 Последовательность закрепляемых знаков за каждым рабочим местом 1, 2, 3, 4, 5. 6 1,4 2, 5 3. 6 1,3,5 2, 4, 6 1,2,3,4,5.6 Наиболее удобные периоды 6, 12, 24, 30. При больших периодах рекомендуется вводить двухрядную (дифференцированную) разметку, применяя два комплекта разметочных знаков (например, цифровой и цветовой), каждый из которых действует не для всех операций, а только для определенной их группы. После расчета периода конвейера, разметки ленты и закрепления разметочных знаков за рабочими местами определяют рабочую и полную длину ленты конвейера. Расчет длины ленты конвейера. Рабочая длина ленты распределительного конвейера ( Lp , м ) определяется по формуле m Lp  Lпр  Cпрi , или Lp  Lпр  Сл , (8.14) i 1 где Lпр - шаг конвейера, м, т. е. расстояние между осями смежных изделий или пачек, равномерно расположенных на конвейере (1-1,2 м); Спр.i - принятое число рабочих мест (единиц оборудования) на i-й операции. 104 Полная (общая) длина ленты распределительного конвейера ( Lп ,м) должна быть несколько больше двойной рабочей длины ленты ( Lр ) и согласована с условиями распределения. Ее величина рассчитывается по формуле Ln  2  lр    D  K  П  Lпр , (8.15) где  - постоянное число, равное 3,14; D- диаметр натяжного и приводного барабанов, м; К - число повторений периода на полной длине ленты конвейера (всегда целое число); П - число разметочных знаков в периоде. Число повторений периода (округляется до целого числа) K Ln П  Lпр (8.16) Если оба условия не удовлетворяются, то корректируется шаг конвейера( Lпр ). Расчет скорости движения и пропускной способности конвейера. На ОНПЛ рабочие обязаны выполнять свою операцию в установленное время, равное такту или кратное ему. Это обеспечивается жесткой регламентацией работы транспортных средств, в частности установлением для конвейеров! определенной скорости. При непрерывном движении конвейера и поштучной передаче изделий ему придается скорость (V,м/мин), определяемая по формуле V  Lпр rн.л . (8.17) При передаче изделий транспортными партиями (р) скорость конвейера рассчитывается по формуле V Lпр p  rн.л . (8.18) При пульсирующем движении конвейера или при использовании транспортных средств дискретного действия изделия; передаются через промежутки времени, равные такту (ритму). Скорость конвейера определяется по формуле 105 L V  пр tтр, (8.19) где t тр - время транспортировки изделия на один шаг конвейера, мин. Скорость конвейера должна обеспечивать не только заданную ему пропускную способность, но и удобство, и безопасность труда. Диапазон наиболее рациональных скоростей - 0,5-2,5 м/мин (конвейеров с непрерывным движением), 20 - 40 м/мин (ленточных конвейеров пульсирующего действия) и 0,1 -4 м/мин (конвейеров с непрерывным движением при передаче изделий транспортными партиями). Пропускная способность ОНПЛ определяется через величину обратную такту (ритму) потока, называемую темпом. Темп - это количество изделий, сходящих с линии за единицу времени. Часовая производительность (пропускная способность), ОНПЛ (р, шт./ч и q, кг/ч) рассчитывается по формулам: p 1 rн.л ; q  p *Q, (8.20) где Q - средняя масса единицы изделия, обрабатываемого (собираемого) на поточной линии, кг. Мощность приводного двигателя конвейера (Р уст. к- кВт) определяется по формуле Pуст.к  0,736  W , (8.21) где W - потребляемая конвейером мощность измеряется в лошадиных силах (л.с.),  0,16  Ln  V  Qk 0,16  Ln  q   W  1,2    36 270   (8.22) где Qk - масса ленты (цепи) конвейера (в расчете можно принять в пределах 4-8 (кг/м). Расчет величины заделов на ОНПЛ и незавершенного производства. На ОНПЛ создаются заделы трех видов: технологические, транспортные и резервные (страховые). Технологический задел (Zтex, шт.) соответствует тому числу изделий, которое в каждый данный момент времени находится в процессе обработки на рабочих местах. При поштучной передаче изделий он соответствует числу рабочих мест на линии: 106 m Z тех   Спр. j j 1 (8.23) При передаче изделий транспортными партиями (р, шт.): m Z тех  P  Cпр. j (8.24) j 1 Транспортный задел (Zтp, шт. )состоит из такого числа изделий, которое в каждый момент времени находится в процессе транспортировки на конвейере. При поштучной передаче изделий: Z тр  (C л  1) (8.25), При передаче изделий транспортными партиями (р): Z тр  (C л  1)  p (8.26) На ОНПЛ с применением пульсирующего или рабочего конвейера транспортный задел совпадает с технологическим. Резервный (страховой) задел создается на наиболее ответственных и нестабильных по времени выполнения операциях, а также на контрольных пунктах. Этот задел находится в той стадии технологической готовности, которая соответствует данной операции, и должен восполнять недостаток деталей при отклонении от заданного такта на каждой операции. Величина этого задела (Zpea, шт.) устанавливается на основе анализа вероятности отклонения от заданного такта работы на данном рабочем месте («среднем 45% сменного задания) или может быть рассчитана по выражению Z рез m  t резi  i 1 rн. л (8.27) где Грез i - время, на которое создается резервный запас предметов труда на (-и операции (для оборудования поточной линии, которое может выйти из строя величина Грез принимается равной продолжительности цикла их ремонта), мин. Общая величина задела на ОНПЛ (2уощ, шт.) определяется по формуле Z общ  Z тех  Z тр  Z рез (8.28) Величина незавершенного производства на ОНПЛ в нормо-часах (без учета затрат труда в предыдущих цехах) рассчитывается по формуле m  tшт.i i H в  1  Z общ 2 (8.29) 107 где m  tшт i 1 суммарная норма времени по всем операциям технологического процесса, нормо – ч. Средняя величина незавершенного производства на ОНПЛ в нормо часах (с учетом затрат труда в предыдущих цехах) определяется по формуле m    tшт.i    H В  Z общ tпред  i 1 2     (8.30) где tïðåä - суммарные затраты труда в предыдущих цехах на единицу изделия, нормо-ч. Величина незавершенного производства в денежном выражении определяется по формуле (8.31) H з  Zобщ  СZ ? где C z - цеховая себестоимость изделия, находящегося в заделе, руб. Величина C Z составляет: С C z  (Cпред  Ц ) (8.32) 2 где Спред - затраты на единицу продукции в предыдущих цехах, руб.; Сц - цеховая себестоимость изделия, руб. Для сборочных цехов C z можно принять 0,85 Cö , для механических - 0,7 Сц . Расчет продолжительности производственного цикла. Для ОНПЛ продолжительность производственного цикла определяется графически, для чего составляется стандарт-план работы линии (рис. 8.5), а также аналитически (расчет ведется по формулам). Продолжительность производственного цикла - это период от поступления предмета труда на первую операцию по точной линии до его выхода с нее ( t Ö ). Стандарт-план определяет способ и период передачи деталей с операции на операцию (по одной детали или транспортными партиями, через такт или через несколько тактов). Он составляется на такой период, который достаточен для выявления повторяемости процесса производства на данной линии. На рис. 8.5 приведен стандарт-план работы ОНПЛ, оборудованной распределительным конвейером с последовательным расположением рабочих мест на операциях и со временем выполнения операций, равным или кратным 108 9 10 11 12 13 t3=(2*7-1)*2.5=32.5 мин tц  (2  Cпр  1)  r 14 37.5 32.5 8 35.0 30.0 7 7 27.5 6 6 25.0 1 5 22.5 2.5 4 20.0 4 5 3 17.6 2 2 15.0 5.0 1 12.5 3 10.0 3 1 7.5 7.4 1 2 3 4 5.0 2 1 2 3 4 5 6 7 Время , мин (деление равно r) 2.5 1 Порядок обслуживания 2.5 2-3-4 Число рабочих мест 1 5-6 Номер операции Норма времени (tшт), мин Номер рабочего места Номер рабочего оператора такту. Движение деталей на линии организовано так, что они перемещаются конвейером с постоянной скоростью, проходя путь за такт потока, равный расстоянию между рабочими местами. Таким образом, если на 2-й операции имеются три рабочих места, то время перемещения детали на 3-е рабочее место данной операции составит величину, равную 3  rн.л . A B Z тех  Спр 7 Z тр  Спр  1 6 Z общ  Z тех  Z пр 13 время обработки детали на рабочем месте; окончание обработки; - технологический задел; передача по линии; 15 1,2,3,… - номера деталей - транспортный задел; Рис. 8.5. Стандарт-план ОНПЛ (такт потока г = 2,5 мим/шт.) В нижней части стандарт-плана можно рассчитать величину технологического и транспортного заделов. Вертикальная линия АВ показывает формирование этих заделов. Кружками отмечены изделия, находящиеся в технологическом заделе на рабочих местах, крестиками - изделия в транспортном заделе. Суммы кружков и крестиков соответствуют величинам технологического и транспортного заделов. Расчет продолжительности производственного цикла аналитическим способом (по формулам) ведется в зависимости от движения предметов Труда перед первой и после последней операций. Если обработка изделия начинается непосредственно с первого рабочего места и без лишнего движения после послед ней операции, как это показано на рис. 8.5, продолжительность (Гц, мин) цикла определяется по формуле m tц  (2   Cпр.i  1)  rн.л  i 1 (8.33) 109 Если имеет место движение предмета перед первой или последней операцией, то продолжительность производственного цикла рассчитывается по формуле m tц  2   Cпр.i  rн.л  i 1 (8.34) Если предмет перемещается перед первой и после последней операции, то продолжительность цикла определяется по формуле m tц  (2   Cпр.i  1)  rн.л  i 1 (8.35) 8.5. Особенности организации однопредметной прерывно-поточной линии Как отмечалось выше, однопредметные прерывно-поточные линий (ОППЛ) широко применяются в механообрабатывающих цехах массового и крупносерийного производств, а также в сборочных цехах, если работа связана с использованием оборудования или если на некоторых промежуточных операциях появляется брак. Во всех этих случаях технологические операции н( синхронизированы. Вследствие неравенства или не кратности операций такту (ритму) на таких линиях невозможно достигнуть непрерывности обработки предметов, работы оборудования и рабочих-операторов. Из-за нарушения непрерывности производственного процесса необходимо создавать межоперационные оборотные заделы (что служит показателем прерывности). Кроме того, это приводит к простоям оборудования. Движение предметов труда на ОППЛ осуществляется параллельно последовательно. На каждой операции обработка определенного числа предметов труда ведется непрерывно, а на следующие операции они подаются частями (транспортными партиями), чаще всего поштучно, по беспроводным транспортным средствам (скатам, склизам, желобам, рольгангам), работающим со свободным ритмом. При значительных расстояниях между рабочими местами или при большой массе предметов труда могут применяться распределительные конвейеры. После окончания обработки определенного числа предметов труда на одной операции рабочий. Переходит к другой операции. Время, в течение которого повторяется изготовление определенного числа предметов на всех операциях, принято называть периодом оборота или обслуживания поточной линии ( Tобс ). Для того чтобы свести к минимуму наличие оборотных заделов, а также время простоев оборудования и рабочих, необходимо установить наиболее целесообразный регламент работы линии. С этой целью определяются следующие календарно-плановые нормативы: • укрупненный такт (ритм) поточной линии; • число рабочих мест по операциям и по всей поточной линии; 110 • стандарт-план работы поточной линии; • размер и динамика движения межоперационных оборотных заделов; • продолжительность производственного цикла. Расчет укрупненного такта (ритма) поточной линии ведется по формуле, аналогичной формуле определения так - та для ОППЛ [см. формулу (8.7)]. Однако здесь имеются некоторые особенности. Во-первых, ОППЛ, как правило, работает со свободным тактом (ритмом), поэтому в эффективный фонд времени работы линии не включаются регламентированные перерывы. Во-вторых, при наличии брака по некоторым промежуточным операциям технологического процесса определяются своя программа запуска и свой такт (ритм) по каждой операции. Пример расчета программы запуска и такта потока с учётом брака по каждой операции приведен в табл. 8.3. Таблица 8.3 Расчет программы запуска и такта по каждой отдельной операми Номер Наименование операции операции 1 2 3 4 5 6 7 8 Брак (), % Наименование оборудования Скрайбирование производственных пластин Посадка кристалла в корпус Термокомпрессия выводов Защита кристалла лаком Герметизация прибора Проверка герметичности Проверка электрических параметров Маркировка Программа Такт потока, запуска ( rпр ), мин/шт. (N.), шт. на на ( rпр = Fсм / N з.см ) месяц смену Станок алмазный 6,5 7500 170 скрайберний 2.80 Установка - 7000 160 3,00 Станок сшивающий Установка - 7000 160 3,00 - 7000 160 3,00 То же - 7000 160 3,00 » 15 7000 160 3,00 Контрольная установка 16 5952 135 3,55 Маркировочный станок На операции 7 брак составляет NВ = 5000 шт., тогда N 7oп   - 5000 114 4,20 = 16%, программа выпуска N в  100 5000  100  5952 шт.  100   100  16 111 На операции 6 брак  = 15%, программа выпуска для данной операции составляет Ne = 5952 шт., тогда N 6on  5952 100  7000 шт. 100  15 Укрупненный ритм ОППЛ рассчитывается по формуле R пр  rпр  p (8.36) где р - величина транспортной партии, которая зависит от массы изделия и трудоемкости (средней) выполнения одной операции (табл.8.4). Таблица 8.4 Выбор величины транспортной партии Средняя трудоёмкость Масса единицы изделия, кг, до одной операции, мин 0,1 0,2 0.3 0,5 1.0 2.0 5,0 До 1 1-2 2-5 5 - 10 10 - 15 100 50 20 10 10 50 20 20 10 10 25 20 10 10 5 20 20 10 5 2 10 10 5 2 2 5 5 2 2 1 2 2 2 1 1 10,0 1 1 1 1 1 Расчет числа рабочих мест по каждой операции и no всей поточной линии. Число рабочих мест (единиц оборудования) для ОППЛ по каждой операции и по всей поточной линии, а также коэффициент их загрузки определяются так же, как и для ОНПЛ. При этом средневзвешенный коэффициент загрузки оборудования на ОППЛ не должен быть ниже 0,75. Явочная численность производственных рабочих-операторов на ОППЛ определяется по стандарт-плану с учетом режима работы линии, последовательного и параллельного многостаночного обслуживания. Списочная численность рассчитывается по формуле. m Ч  (1   н / 100)  K см  Cnpi / H об.i i 1 (8.7) где  н - добавочный процент числа рабочих-операторов на случай невыхода на работу (отпуск, больничный лист и т. п.); К см - число рабочих смен в сутках; Cnpi - принятое число рабочих мест на i-и операции; Н об.i - норма обслуживания рабочих мест на i -и операции. Построение стандарт - плана однопредметной прерывно-поточной линии. Стандарт-план ОППЛ составляется на период оборота (Тоб). Работа по этому плану повторяется до тех пор, пока действует данная производственная 112 2 Сверлильная 3 Фрезерная 4 Шлифовальная Итого 1,9 1,1 2,1 1,3 1,6 0,69 1,6 1,31 1,6 0,81 4 1 100 240 2 19 3 69 165,6 4 100 240 2 1 126 Б 2+6 24 В 3+5 150 Г 4 114 В 5+3 36 1 Б 6+2 150 6 4 График работы оборудования и перехода рабочих за период оборота линии, равный 0,5 смены, или 240 мин 30 60 90 120 150 180 210 240 Выпуск изделий за Тоб=240 мин 1 2 45,6 2 1 А Количество рабочих на операции мин % Номер рабочего места по расчёту принято Такт (rпр), мин/шт 1,6 1,19 Загрузка рабочих мест Порядок обслуживания рабочих мест Токарная Число рабочих мест Обозначение рабочих 1 Операция Норма времени (t), мин Номер операции программа. Период оборота - важный параметр прерывно-поточной линии, от выбора которого зависят такие показатели, как использование оборудования и времени работы рабочих, размеры заделов и др. Подобные соображения требуют оптимизации величины периода оборота. Для расчета этой величины предложен ряд формул, однако из-за большой трудоемкости они не получили широкого практического применения. В этой связи, как правило, в практической деятельности за величину периода оборота на ОППЛ принимается одна смена (Тоб = 480 мин) или полсмены (7об = 240 мин). В этом случае Fсм = Tоб =rпр•Nз.см, работа на линии повторяется из смены в смену. Таким образом, прежде чем перейти непосредственно к построению стандарт-плана, необходимо определить период оборота линии, рассчитать программу выпуска (запуска, если имеет место брак на отдельных операциях) на данный период времени (смену, полсмены, сутки) и такт (ритм) потока. Стандарт-план поточной линии строится в виде таблицы (рис. 8.6). 1 2 5 31 6 81 194,4 6 74,4 - время работы оборудования - время простоя оборудования - переходы рабочих с одного рабочего места на другое Рис. 8.6. Стандарт-план ОППЛ 113 В этой таблице записываются все операции технологического процесса и нормы времени их выполнения, проставляется такт (ритм) потока и определяется необходимое число рабочих мест по каждой операции (расчетное и принятое) и в целом по линии; закрепляются номера за рабочими местами и определяется загрузка рабочих мест (в процентах и минутах); строится график работы оборудования по каждой операции и рассчитывается потребное количество производственных рабочих на каждой операции; строится график регламентации труда по линии и распределяется загрузка между производственными рабочими путем подбора работ; рассчитывается окончательная численность производственных рабочих, которым присваиваются условные знаки или номера и устанавливается порядок обслуживания рабочих мест. Пример расчета и построения стандарт-плана (см. рис. 8.6). Допустим, что требуется изготовить за месяц 12 600 деталей. В месяце 21 рабочий день, работа ведется в две смены. Период оборота линии принят 0,5 смены. Брак на операциях отсутствует. Технологический процесс включает четыре операции: t1 =1,9 мин; t2= 1.1 мин;t3 =2,1 мин; t4= 1,3 мин. Рассчитать календарно-плановые нормативы и построить стандарт-план ОППЛ. Программа выпуска за полсмены составляет NB  Такт потока rпр  12600  150 шт 21  2  2 8  0,5  60  1,6 мин/шт. 150 Число рабочих мест по расчету составляет четыре единицы, принимается шесть единиц, которым присваиваются номера от 1 до 6. Оборудование на рабочих местах № 2, 3,5 и 6 полностью не загружено. Расчетная численность производственных рабочих составляет 6 человек, после распределения загрузки путем подбора работ (совмещения профессий), достаточно иметь 4 человека в смену. Поскольку линия работает в две смены, численность рабочих составляет Ч сп  4  2 1,1  9 человек. Если нет возможности полностью загрузить отдельных рабочих на поточной линии, то им можно поручить выполнение внепоточных работ в соответствии с графиком работы оборудования поточной линии. Вследствие различной трудоемкости на смежных операциях производственного процесса неизбежны межоперационные оборотные заделы. Методика расчета межоперационных оборотных заделов на ОППЛ. Как правило, на ОППЛ образуются заделы четырех видов: технологические, транспортные, страховые и межоперационные оборотные. Однако три первых вида такие же, как и на ОНПЛ. И методика их расчета аналогична. Четвертый вид задела - межоперационный оборотный - это количество предметов труда, 114 предназначенных для выравнивания производительности на смежных операциях и находящихся на рабочих местах Е ожидании процесса обработки. Оборотные заделы позволяет организовать непрерывную работу на рабочих местах в течение более или менее продолжительного времени. Характерной чертой оборотных заделов является изменение их величины на протяжении часа, смены, полсмены (периода оборота) от нуля до максимальной величины. Размеры их, как правило, настолько велики, что весь расчет заделов на таких линиях сводят к расчет только межоперационных оборотных заделов, пренебрегая сравнительно небольшой частью трех первых заделов. Расчет межоперационных оборотных заделов производится по стандартплану ОППЛ между каждой парой смежных one раций. Для этого весь период оборота разбивается на части (частные периоды), каждая из которых характеризуется неизменным числом работающих единиц оборудования на смежных операциях. Размер оборотного задела между двумя смежными операциями на каждом частном периоде (Т) определяется по формуле Z об  мин; T  Cпр.i tшт.i  T  Cпр.i 1 tшт.i 1 , где T - частный период работы оборудования на смежных операциях, Cпр.i и Cпр.i1 - число единиц оборудования, работающих на смежных i -й и (i  1) -й операциях в течение частного периода времени T ; t шт.i и t шт.i1 нормы штучного времени соответственно на i -й и (i  1) -й операциях, мин. Расчетная величина Zоб может быть положительной или отрицательной. Положительная величина задела свидетельствует об увеличении его за период Т, отрицательная - говорит об уменьшении. После расчета величины оборотного задела в каждом из частных периодов между смежными операциями на одном из этих отрезков задел будет иметь максимальное значение. Это значение принимается для отсчета и построения графика изменения оборотного задела между двумя смежными операциями. Расчет межоперационного задела рекомендуется производить в табличной форме (табл. 8.5). Пример расчета величины межоперационных оборотных заделов на ОППЛ. Стандарт-план работы этой линии приведен на рис. 8.6. На самом стандарт-плане или выделив из него все элементы (рис. 8.7), необходимые для расчета межоперационных оборотных заделов, между каждой парой смежных операций устанавливаются частные периоды, в течение которых работает неизменное число единиц оборудования. Например, такими частными периодами между 1-й и 2-й операциями являются: T1,T2 и Т3, между 2-й и 3-й Т1 и Т2 и т. д. (см. рис. 8.7). Далее исходя из загрузки рабочих мест определяется продолжительность каждого частного 115 периода, величина которой вписывается в гр. 2 табл. 8.5. Например, Т 1 = 45,6 мин, T2 = 165,6 - - 45,6 = 120 мин, Т3 = 240 - 165,6 = 74,4 мин. В гр. 3 данной таблицы исходя из норм времени на выполнение смежных операций и числа единиц оборудования по приведенной выше формуле определяется величина оборотного задела по каждому частному периоду. После этого строится график движения оборотного задела (эпюры заделов) по каждой паре смежных операций за период оборота линии (см. рис. 8.7). • На графике указываются величина максимального оборотного задела между каждой парой смежных операций и величина межоперационного оборотного задела на начало периода оборота. Таблица 8.5 Расчет межоперационных оборотных заделов Частный Время Расчет заделов, шт период частного периода 1 2 3 Между 1-й и 2-й операциями 45,6  2 45,6 1 45,6   7 Z'  Площадь Точка на эпюр (S1), эпюре деталей/мин 4 5 T2 120 2760 T3 74,4 1,2 1,9 1,1 120 1 120 1 Z' '1,2    46 1,9 1,1 74,4 1 74,4  0 Z' ' '1,2    39 1,9 1,1 1938 1450 Итого Между 2й и 3й операциями 165,6 1 165,6 1 T1 165,6 Z'    71 6148 T2 2641 2,3 74,4 1,1 2,1 74,4  0 74,4  2   71 Z' '2,3  1,1 2,1 Итого Между 3й и 4й операциями T1 45,6 45,6  1 45,6  0 Z '3,4    22 2,1 1,3 T2 120 120 1 120 1 Z ' '3,4    36 2,1 1,3 T3 74,4 74,4  2 74,4 1 Z ' ' '3,4    14 2,1 1,3 Итого Всего 46 5879 71 8520 1140 2160 36 512 3821 18489 Интерес представляет средняя величина межоперационного оборотного 116 задела между каждой парой смежных операций, которая определяется по формуле Z ср.об.i  Si / Tоб , (8.39) где Tоб - период оборота линии (для рассматриваемого примера Тоб=240мин); Si - площадь эпюры оборотного задела между парой смежных операций. Расчет площадей эпюр приведен в табл. 8.5, для пары смежных операций (1 -и и 2-й) S1,2 = 6148 деталей/мин. Средняя величина оборотного задела между 1 -и и 2-й операциями составляет: Zcp oб.1, 2 6148:240 = 25,62  26 шт.; между 2-й и 3-й операциями Zcp.oб. 2,3 = 8520:240 = 35,5 = 36 шт.; между 3-й и 4-й операциями Zcp.oб. 3,4 = 3821:240 = 16 шт. Всего - 78 шт. Величина среднего оборотного задела по всей поточной линии равна сумме средних величин межоперационных оборотных заделов: m 1 S 1889 i  78 шт. Z сб.об  1  240 Tоб Средний оборотный задел на линии принимается в расчет при определении нормы незавершенного производства. Расчет незавершенного производства. Средняя величина незавершенного производства ( H ср.в , нормо-ч) без учета затрат труда в предыдущих цехах определяется по формуле Н ср.в  Z ср.об m  t шт.i i  1 2 (8.40) Для примера, приведенного выше, Нср.в  78  (6,4 / 2)  60  4,1 нормо-ч. 117 Токарная 1,9 1,19 100 240 на начало периода 1 Задел максимальный % мин по рас- Причету нято (Ср) (C пр) Загрузка рабочих мест Номер рабочего Номера времени, (t), мин Номер операции 1 Операция Число рабочих мест 2 График работы оборудования и движения оборотных заделов за период оборота линии, равный 0,5 смены (240 мин) 30 2 Сверлильная 1,1 0,69 1 90 120 150 180 210 240 T1 39 2 60 3 19 69 T2 45,6 46 39 71 - 36 14 165,6 T1 3 4 Фрезерная 2,1 Шлифовальная 1,3 1,31 0,81 T3 46 4 100 240 5 31 74,4 71 T2 2 1 6 81 T1 14 T2 T3 36 14 194,4 Рис. 8.7. График движения оборотных заделов Средняя величина незавершенного производства ( Нср.в , нормо-ч) с учетом затрат труда в предыдущих цехах рассчитывается по формуле m     t шт.i  , H 'ср.в  Z ср.об   t пред  i 1 (8.41)  2      где t пред - суммарные затраты труда на один предмет (деталь, узел и т. д.) в предыдущих цехах, нормо-ч. Величина незавершенного производства в денежном выражении определяется по формуле H ср.з  Z ср.об  С z (8.42) где С z - цеховая себестоимость изделия, находящегося в заделе (может быть принята для сборочных цехов в размере 0,85 C ц и для механических цехов 0,7 С ц ), руб.; С ц - цеховая себестоимость изделия, законченного обработкой в данном цехе, руб. Расчет продолжительности производственного цикла осуществляется 118 по формуле tц  Z ср.об  rпр. (8.43) Для приведенного примера tц  78  1,6  124,8 мин  2,08 ч. 8.6. Особенности организации многопредметной непрерывно-поточной линии Характерной особенностью многопредметной непрерывно-поточной линии (МНПЛ) является более широкая их специализация по сравнению с ОНПЛ. На каждой МНПЛ изготавливается, как правило, несколько технологических родственных видов продукции, а на каждом рабочем месте выполняется несколько деталеопераций. В зависимости от метода чередования изготавливаемой продукции МНПЛ подразделяются на групповые с последовательным чередованием и переменно-поточные (с последовательно-партионным чередованием). Групповой называют линию, на которой технологически родственные изделия обрабатываются без переналадки оборудования. Каждое рабочее место оборудуется групповыми приспособлениями, необходимыми для обработки закрепленной за линией группы изделий. Станки размещаются в соответствии с последовательностью технологического маршрута. Технологические процессы изготовления всех закрепленных за линией изделий полностью синхронизированы. Иногда для достижения полной синхронизации технологического процесса укрупняется такт потока путем комплектования деталей (узлов и др.), как показано в табл. 8.6. Таблица 8.6 Синхронизация операций путем комплектования деталей Детали А Б Комплект Трудоемкость операций, мин 1 2 3 2,4 0,8 4 4,2 0,9 6 0,6 0,7 2 4 3,6 1,2 6 5 2,0 1,0 4 Как видно из таблицы, процесс обработки комплекта деталей А+ 2Б полностью синхронизирован. Такт линии (Гд, мин/комплект) составляет rл  Fсм / N к.см (8.44) где N к.см - сменная программа запуска, выраженная числом комплектов. В организационном отношении групповые непрерывно-поточные линии работают так же, как ОНПЛ. 119 Переменно-поточной называют линию, на которой чередующимися партиями непрерывно обрабатываются или собираются изделия разных наименований либо типоразмеров. При переходе от партии одних изделий к партии других обязательна переналадка оборудования. Это связано с различием применяемых технологии и технологической оснастки при обработке изделий различных наименований. В каждый период времени на линии изготавливается изделие только одного наименования. Технологические процессы всех изготавливаемых изделий синхронизированы. В основе организации и расчета МНПЛ лежат общие принципы организации поточного производства с учетом специфики, обусловленной серийностью производства. В частности, для них характерны: анализ и конструктивно-технологическая классификация изделий для закрепления их за линией. За линией могут быть закреплены изделия, идентичные с точки зрения состава, последовательности и трудоемкости операций. В этом случае предметы труда можно чередовать на линии в любом порядке, любыми партиями и даже через каждую штуку. Могут быть закреплены изделия, имеющие различия по составу, последовательности и трудоемкости операций. В этом случае организовать производство значительно сложнее. Закрепленные за линией изделия могут иметь и другие отличия, например, по программе выпуска, по технологическому оснащению по суммарной трудоемкости и т. д. В связи с этим весь режим работы МНПЛ с последовательно-партионным чередованием определяется расчетом двух групп календарно-плановых нормативов. Расчет календарно-плановых нормативов первой группы. К этой группе относятся: • частный такт (ритм) выпуска j-го наименования изделия ( rппj ) • общее число рабочих мест на линии ( Cпп ); • частная скорость движения конвейера ( Vпп ). Эти календарно-плановые нормативы определяются по аналогии с календарно-плановыми нормативами ОНПЛ. Однако в зависимости от степени сходства конструктивно-технологических признаков изделий, объединяемых на поточной линии, появляются варианты переменно-поточных линий, особенности которых необходимо учитывать при расчете указанных нормативов. Здесь можно рассмотреть несколько случаев. За линией закреплены изделия с одинаковой суммарной трудоемкостью ( TA  TБ  ...  Tj ) В этом случае все изделия будут изготавливаться с одинаковым тактом (ритмом), скоростью движения конвейера и на одинаковом числе рабочих мест, т. е. rпп = const, Спп = const, Vпп = const. При расчете такта (ритма) должны быть учтены потери времени на переналадку оборудования, т. е. 120 Fэф (1   пр ) rпп  m  N зj j 1 (8.45) где Fэф - эффективный фонд времени работы линии в плановом периоде при двухсменном режиме работы, ч; пр - коэффициент потерь времени на переналадку линии (0,02 - 0,08); N з. j - программа запуска j-гo изделия на плановый период, шт.; j - номенклатура изделий, закрепленных за линией; j = 1, 2,..., m. Число рабочих мест на линии определяется по формуле Cпп  m  N зj  T j j 1 Fэф (1   пр ) (8.46) где T j - суммарная трудоемкость изготовления изделия j -го наименования, мин. Число рабочих мест также можно определить исходя из соотношения Tj T T Сппj  А  Б  ... rпп rпп rпп Скорость движения конвейера рассчитывается по формуле (8.47) Vпл  I пр / rпп (8.48) Проиллюстрируем на примере. Пусть имеем: Fэф = 22 дня, режим двухсменный; пр = 0,02; N з.А = 6000 шт., N з.Б = 3000 шт., N з.В = 3600 шт.; TА  TБ  TВ = 12,5 мин; l пр 1,2 м. Тогда или rпп  22  8  2  1  0,02   60 20697 ,6   1,64 мин/шт. 6000  3000  3600 12600 Спп  6000 12,5  3000 12,5  3600 12,5  8 раб. мест 22  8  2  (1  0,02)  60 T T 12,5  8 раб. Мест Спп  A  Б  ...  rпп rпп 1,64 1,2  0,73 м/мин. Vпп  1,64 121 За линией закреплены изделия с различной суммарной трудоемкостью ( T А  TБ  ...  T j ). В этом случае возможны три разновидности расчета календарно-плановых нормативов первой группы. 1. Суммарная трудоемкость различна на одной или нескольких операциях производства изделий, закрепленных за поточной линией ( TА  TБ  TВ ). В этом случае целесообразно установить: Vпп = const; Cпп = var; rпп  const, т. е. при переходе от одного изделия к другому число рабочих мест изменять по тем операциям, суммарная трудоемкость которых различна, а такт поточной линии и скорость движения конвейера оставлять постоянными для изготовления всех закрепленных за линией изделий и определять по формулам (8.45) и (8.48). Число рабочих мест по j -му виду изделия рассчитывается по формуле Tj T T (8.49) ; т.е. CппА  A ; СппБ  Б и т.д. Сппj  rпп rпп rпп Допустим, что в приведенном выше примере изменилась суммарная трудоемкость по изделию А: TА = 19 мин, трудоемкость изготовления изделий Б и В осталась та же, что и в первом случае: TБ = TВ = 12,5 мин. Тогда остаются неизменными, rпп = 1,64 мин/шт. и Vпп = 0,73 м/мин. При переходе от одного изделия к другому изменяется число рабочих мест: 19 12,5  12; СппБ  СппВ  8 1,64 1,64 2. Суммарная трудоемкость различна на большинстве или на всех операциях изделий. В данном случая целесообразно установить: rпп = var; Cпп = const; Vпп =var переходе от одного изделия к другому рекомендуется изменять такт и скорость движения конвейера, а оставлять постоянным число рабочих мест. Число рабочих мест в таком случае определяется по формуле (8.46). Частные такты рассчитываются по каждому изделию j -го наименования, т.е. CппА  rппА  Tj TА T ; rппБ  Б ;... rппj  Спп Cпп Cпп (8.50) Скорость движения конвейера определяется для каждого изделия j -го наименования, т. е. VппА  I пр rппА ; VппБ  I пр rппБ ;... Vпrj  I пр rппj (8.51) Предположим, что в приведенном выше примере изменилась суммарная 122 трудоемкость изготовления всех изделий, закрепленных за линией: TА = 9,6 мин, TБ = 12,5 мин, TВ = 13,5 мин. Тогда число рабочих мест для изготовления каждого изделия j -го наименования составит Cпп  6000  9,6  3000 12,5  3600 13,5  7 раб. Мест. 22  8  2  (1  0,02)  60 Частный такт для каждого изделия rппА  9,6 12,5  1,8 мин/шт.;  1,4 мин/шт.; rппВ  7 7 rппВ  13,5  1,9 мин/шт. 7 Скорость движения конвейера при изготовлении каждого изделия VппА 1,2 1,2  0,86 м/мин; VппБ   0,67 м/мин; 1,4 1,8 1,2  0,63 м/мин VппВ  1,9 3. Суммарная трудоемкость различна на всех операциях (изделия мелкие и легкие). В данном случае целесообразно установить: rпп = var; Спп = const; R пп = const; Vпп = const. Это достигается с помощью разных размеров пачки (транспортной партии). Число рабочих мест в данном случае определяется так же, как и в первом случае, по формуле (8.46). Частный такт рассчитывается по каждому j -му виду изделия по формуле (8.50). Ритм поточной линии определяется по формуле R ппj  rппА  PА  rппБ  PБ  ...  rппj  Pj (8.52) где PА , PБ ,..., Pj - величина транспортной партии по j -му изделию, шт. Скорость движения конвейера рассчитывается по формуле Vпп  I пр / R пп (8.53) = 22 дня, режим работы Проиллюстрируем на примере. Пусть имеем: Fэф двухсменный; (  пп = 0,02; N зА = 46 875 шт.; N зБ = 33 334 шт.; N зВ = 31 250 шт.; TА = 0,48 мин, TБ = 0,6 мин, TВ =1,2мин.; lпр =1,2м. Тогда количество рабочих мест для изготовления каждого изделия составит 123 С пп  46875  0,48  33334  0,6  31250 1,2  4 раб. Места. 22  8  2  (1  0,02)  60 Частный такт для каждого изделия равен: rппА  0,48 0,6  0,12 мин/шт.; rппБ   0,15 мин/шт. 4 4 1,2 rппВ   0,3 мин/шт. 4 Подбираем размеры транспортных партий по изделиям j -го наименования так, чтобы их произведения на частные такты давали одну величину. Такими будут PА = 25 шт., PБ = 20 шт., PВ = 10 шт. Тогда ритм поточной линии для каждого изделия R пп = 0,12 • 25 = = 0,15 • 20 = 0,3 • 10 = 3 мин/партию. Из расчета видно, что величина ритма для всех видов изделий остается постоянной. Скорость конвейера Vпп = 1,2/3 = =0,4 м/мин. Расчет календарно-плановых нормативов второй группы. К этой группе относятся: • размер партий изделий j -го наименования ( n j ); • периодичность (ритмичность) чередований партии изделий j -го наименования ( R чер. j ); • продолжительность производственного цикла обработки партии изделий j -го наименования ( t ц. j ). Размер партии изделий j -го наименования определяется по формуле nj  (100   пр )  П р  пр  rппj , (8.54) где пр - допустимая величина потерь времени на переналадку рабочих мест при смене партий изделий на линии, %; rппj , - частный такт по j -му виду изделия, мин/шт.; П р - средняя продолжительность простоя каждого рабочего места при переходе с изготовления партии одного изделия на изготовление партии другого изделия, мин. Величина /7р зависит от формы организации смены объектов на поточной линии. Различают две формы смены объектов. 1. Все запущенные в данной партии предметы выпускаются без образования переходящих заделов. В этом случае П р состоит из двух слагаемых: времени собственной переналадки рабочих мест ( t н ) и конвейера и времени ожидания рабочими местами вновь запущенного экземпляра очередной партии изделия. Расчет ведется по формуле 124 Пpj  t н  2  Cпп  rппj  1. (8.55) 2. Из партии изделий j -го наименования на всех рабочих местах образуется переходящий задел (изделия на разных стадиях готовности). Производство партии изделий ( j  1) -го наименования начинается одновременно на всех рабочих местах с использованием переходящего запаса. В этом случае П р образуется только из времени переналадки рабочих мест и конвейера ( П р = t н ). Кроме того, выбранный размер партии изделий (п.) должен быть равен или кратен программе запуска. Периодичность (ритм) партии, обусловленная программой запуска (выпуска) изделий и принятым размером партии, определяется по формуле R чер. j  Fпл  n j N зj (8.56) , где Fпл - плановый фонд времени работы линии за определенный период, дни, смены; N зj - программа запуска партии изделий j -го наименования на плановый период времени, шт.; n j - размер партии изделий j -го наименования, шт. Продолжительность производственного цикла или период занятости поточной линии изготовлением партии изделий j -го наименования ( t ц. j , смен) рассчитывается по формуле t цj  n j  rппj  П рj 480 . (8.57) При установлении продолжительности производственного цикла ( t ц. j ) партии изделий j -го наименования следует стремиться к тому, чтобы период занятости линии этой партией был кратен рабочей смене или в крайнем случае - полусмене. В связи с этим иногда производится корректировка показателей n j и R чер. j В качестве примера рассмотрим второй случай расчета первой группы календарно-плановых нормативов и определим календарно-плановые нормативы второй группы. Среднее время простоя каждого рабочего места при переходе OTj-го изделия к ( j  1) -му изделию определяется по формуле (8.55) и составляет Пр.А  20  (2  7 1) 1,8  43,4 мин; П р.Б  20  (2  7 1) 1,9  44,7 мин; Пр.В  20  (2  7 1) 1,4  38,2 мин. Размер партии изделия j -го наименования определяется по формуле (8.54): 125 (100  2)  43,4  1619 шт. 2 1,4 nA  На основе уточнений и корректировки в соответствии удобопланируемым ритмом размер партии изделия А принимаем: n А = 3000 шт. Размер партии изделия Б составляет nБ  с (100  2)  44,7  1216 шт. 2 1,8 Принимаем n Б = 1500 шт. Размер партии изделия В составляет nВ  (100  2)  38,2  985 шт. 2 1,9 Принимаем n В = 1800 шт. Периодичность (ритм) чередования партий изделий определяется по формуле (8.56): 22  3000  11дней; 6000 22 1500 R чер.Б   11дней; 3000 22 1800  11дней; R чер.В  3600 R чер.А  Продолжительность производственного цикла изготовления изделия j -го наименования определяется по формуле (8.57): 3000 1,4  8,75 смены; 480 1500 1,8 t ц.Б   5,65 смены; 480 1800 1,9  7,13 смены; t ц.В  480 t ц.А  После определения календарно- плановых нормативов первой и второй групп составляется стандарт-план многопредметной непрерывно-поточной линии с последовательно-партионным чередованием. Построение стандарт-плана МНПЛ. Стандарт-план МНПЛ разрабатывается на период, равный наиболее продолжительному периоду чередования (ритму), но обычно не более чем на месяц. Пример построения стандарт-плана приведен на рис. 8.8. Стандарт-план поточной линии показывает чередование изделий на линии, время занятости линии изготовлением изделия j -го наименования, режим работы линии в те периоды, когда она работает с частными значениями rпп , Cпп и Vпп . 126 Б В Итого 3000 3600 12600 1,8 1,9 - 3000 1500 1800 - 11 2 2 6 11 11 - 8,75  2 5,65  2 7,13  2 43,06 Среднее время простоя рабочего места, ч 2 Продолжительность производственного цикла, смен Размер партии, шт. Частный такт, мин/шт. 1,4 Периодичность чередований, дней 6000 Число партий в месяце А Месячная программа (Nзj), шт. Изделие Из рисунка видно, что линия в течение месяца занята 43,06 смены (21,53 • 2), а с учетом переналадок, которые составляют 4,24 ч, баланс рабочего времени поточной линии равен 44 сменам. Величина заделов и незавершенного производства МНПЛ определяется так же, как и для ОНПЛ. 0,73  2 График работы МНП по дням месяца 1 4 2 7 5 3 10 8 6 tц.А 0,75  2 9 16 14 12 19 17 15 22 20 18 21 R чер.А tц.Б 0,64  2 4,24 13 11 R чер.Б tц.В R чер.В Тц = 44 смены время изготовления изделия j-го наименования переналадка рабочих мест в связи со сменой номенклатуры изделий Рис.8.8. Стандарт-план МНПЛ 8.7. Особенности организации многопредметной прерывно-поточной линии Как правило, многопредметные прерывно-поточные линии (МППЛ) применяются в серийном производстве, в частности в заготовительных и обрабатывающих цехах машиностроительных и радиотехнических предприятий. Хотя довольно часто их применяют и в сборочных цехах, если операции сборки осуществляются не вручную, а с помощью технических средств, или при наличии брака по некоторым операциям технологического процесса. Организационные формы МППЛ весьма разнообразны и поэтому целесообразна их классификация. В самом общем виде в зависимости от метода чередования объектов производства МППЛ подразделяются на групповые с последовательным чередованием изделий и переменно-поточные с последовательно-партионным чередованием изделий. При организации групповых МППЛ режим запуска и выпуска различных объектов по оборотам не регламентируется. Состав операций технологического процесса, последовательность выполнения операций, нормы штучного времени для всех общих операций и по всем объектам конкретного наименования одинаковые. 127 Число станков (рабочих мест) и технологическое оснащение для всех объектов производства одинаковые, и не требуется переналадка оборудования. Такт выпуска объектов устанавливается одинаковый усредненный для всей номенклатуры изделий. Ритм (период чередования) партий и изделий не устанавливается. Программа запуска рассчитывается на период оборота линии, как и для ОППЛ. Из приведенной классификации МППЛ видно, что организация групповых линий с последовательным чередованием изделий весьма близка к организации ОППЛ. Сложность организации таких линий заключается в подборе соответствующей номенклатуры изделий. При организации переменно-поточных линий с последовательнопартионным чередованием период производства партии изделий j-го наименования делится на несколько периодов оборота линии; в каждый период оборота изготавливается один объект. Состав операций технологического процесса для всех объектов производства может быть одинаковым, но может быть и различным по нескольким операциям. Последовательность операций технологического процесса для всех объектов производства сохраняет прямоточность. Нормы штучного времени могут быть одинаковыми, а могут быть и различны по одной или нескольким общим операциям либо различны по всем общим операциям (причем различие по всем общим операциям одностороннее: либо все увеличиваются, либо все уменьшаются, и двухстороннее), а также может быть различие по одной общей операции. Технологическое оснащение: а) разное для различных объектов, при этом требуется переналадка; б) одинаковое или разное по отдельным объектам, в таком случае переналадка требуется или нет. За рабочими местами может закрепляться одна или несколько операций для каждого объекта производства. Номенклатура изделий имеет 8-10 наименований, значительно сходных по конфигурации, но различных по габаритам, детали относятся к разным изделиям с разной программой выпуска. Для всех объектов устанавливаются: а) одинаковый средний такт и частные ритмы выпуска партии изделий; б) частные такты и частные ритмы; в) одинаковые такты и частные ритмы. Число рабочих мест (станков) для всех объектов производства может быть одинаковое или различное. МППЛ с последовательно-партионным запуском можно выбрать в том случае, если имеет место типовой технологический процесс с одинаковой последовательностью операций обработки для всех предметов определенного наименования на линии с унифицированным технологическим оснащением по однотипным операциям. Для таких линий, как правило, устанавливают поштучную передачу деталей (изделий) от операции к операции и цепное расположение оборудования (рабочих мест). Аналогично МНПЛ на МППЛ с последовательно-партионным 128 чередованием также рассчитываются две группы календарно-плановых нормативов. Расчет календарно-плановых нормативов первой группы. К этой группе относятся: • частный такт выпуска изделия j -го наименования ( r j ), мин/шт или ритм ( R j ), мин/партию; • число станков (рабочих мест) по каждой операции, по всей номенклатуре предметов труда, объединенных на поточной линии ( Cпр.п ). Календарно-плановые нормативы первой группы устанавливают режим работы поточной линии в те моменты времени, когда она работает как ОППЛ. В соответствии с приведенной выше классификацией многопредметных прерывно-поточных линий все их разновидности с точки зрения методики определения календарно-плановых нормативов первой группы можно свести к трем случаям. Первый случай. На МППЛ объединяются предметы труда, одинаковые по составу и последовательности технологического процесса, с равным штучным временем для всех общих операций по всем объектам, с одинаковым технологическим оснащением всех объектов (не требуется переналадка оборудования). Исходя из классификации МППЛ это будет групповая линия с последовательным чередованием изделий. В таком случае все изделия (детали) изготавливаются с одинаковым средним тактом выпуска и число рабочих мест по каждой операции будет одинаковым, т. е rпр.п  const и Cпр.п  const . Средний такт выпуска определяется по формуле rпр.п  Fэф m (8.58)  N зj j1 Число рабочих мест на каждой операции рассчитывается j по формуле ь  N э. j  t ij C пр.п. j  j1 Fэф  К в (8.59) где t ij - норма штучного времени выполнения /-и операции по изготовлению изделия (детали, узла) у-го наименования, мин; K в - коэффициент выполнения норм времени. В этом случае режим запуска деталей (изделий) различных наименований не регламентируется, т. е. после одного или нескольких периодов оборота ( To ) линии по обработке детали j -го наименования на один или несколько периодов запускаются детали ( j  1) -го наименования. Стандарт-план составляется на 129 один период оборота линии одинаковый для деталей всех наименований аналогично тому, как это делается для ОППЛ. Очередность запуска и число периодов оборота линии по обработке деталей каждого наименования могут определяться, например, потребностью в тех или иных деталях в данный момент или наличием заготовок. Хотя этот вид линий и не требует изготовления объектов партиями, желательно в течение каждого периода оборота обрабатывать на линии детали одного наименования. Это упрощает комплектование деталей на сборку, комплектование оборотных заделов, учет выработки и т. д. Второй случай. На МППЛ изготавливаются изделия, имеющие одинаковые (или различные по одной операции или небольшому количеству операций) состав и последовательность технологических операций, равные (или различные по одной-двум общим операциям) значения штучных норм времени, одинаковое или различное технологическое оснащение, не требующее или требующее переналадки. Исходя из классификации это будет МППЛ с последовательно-партионным чередованием наименований изделий (переменно-поточная). В этом случае изготовление всех изделий каждого наименования будет вестись с равными значениями среднего такта выпуска и одинаковым числом рабочих мест или различным на каждой операции, т. е rпр.п  const ; Спр.п  const или Спр.п  var При равных значениях среднего такта потока и числа рабочих мест их величины определяются по формулам (8.58) и (8.59), так же как и в первом случае, а при различном числе рабочих мест их значение рассчитывается по формуле С пр.п.ij  t ij rпр.п (8.60) При последовательно-партионном чередовании объектов производства в один период (кратный периоду оборота линии) на поточной линии производится партия предметов j -го наименования, в последующий (соответственно кратный) период, после переналадки на линии производится партия предметов  j  1 -го наименования и т. д. Таким образом, стандарт-план смены партии предметов, составленный, например, на месяц, представляет собой последовательную совокупность планов отдельных однопредметных прерывно-поточных линий. Третий случай. На МППЛ изготавливаются изделия, имеющие одинаковый (или различный по небольшому количеству) состав операций технологического процесса, где сохраняется прямоточность по всем объектам, но детали различных наименований имеют разные нормы штучного времени по всем (или большинству) операциям обработки, технологическое оснащение различное, требуется переналадка оборудования. Исходя из классификации МППЛ это будет поточная линия с последовательно-партионным чередованием наименований изделий 130 (переменно-поточная). В таком случае все изделия j -го наименования будут изготовляться с частными тактами и число рабочих мест будут постоянным, т. е. rпр.п  var и Cпр.п  const . Частный такт по формуле rпр.п. j  j -му наименованию продукции определяется по Fэф m  N j  Tj ; rпр.п.А  j 1 Fэф m  N j  Tj  TА (8.61) j 1 где T j - суммарная трудоемкость обработки детали (узла, изделия) j -го наименования с учетом K в , мин. Число рабочих мест, необходимых для выполнения каждой операции, рассчитывается по формуле (8.59). Коэффициент загрузки оборудования во всех случаях определяется по формуле К з.об  С пр.п.р С пр.п.пр (8.62) где Cпр.п.р и Спр.п.пр - соответственно расчетное и принятое число единиц оборудования. Расчет календарно-плановых нормативов второй группы. К этой группе относятся: • размер партии деталей (изделий), n j j -го наименования; • периодичность (ритмичность) чередования партий деталей j -го наименования ( R чер. j ) • продолжительность производственного цикла обработки партии деталей (изделий) j -го наименования ( t ц. j ). Размер партии деталей ( n j ) определяется по формуле (8.54), а среднее время простоя каждого рабочего места при переходе с изготовления партии изделия одного наименования на партию изделия другого наименования рассчитывается по формуле (8.55). Кроме того, выбранный размер партии изделий ( n j ) должен быть кратным или равным размеру транспортной партии и программе запуска ( N з. j ), а также должен обеспечивать загрузку линии изделием каждого наименования не менее чем на полсмены или на смену (период оборота линии) с целью поддержания достаточного уровня производительности труда. При определении размера партии деталей/-го наименования на МППЛ должно соблюдаться условие: 131 nj (8.63) 1 noj где noj - количество деталей, выпускаемых поточной линией за период оборота. Кроме того, желательно, чтобы это отношение было целым числом. Количество деталей ( noj ) определяется по формуле nоj  N э. j х Toj (8.64)  tuj 1 где Toj - период оборота линии при изготовлении изделия j -го наименования, смен;  tц. j j - суммарное время занятости поточной линии изделием j -го наименования по всем партиям (х) в плановом периоде, смен. x - число партий изделий в плановом периоде; x  N зj / n j При периоде оборота линии, равном одной смене: nо. j  N э. j х ; no. A   tuj N з. А х  tц . А ; nо.Б  х  tц . Б ; nо.В  1 1 1 N э.Б N э.В х (8.65)  tц . В 1 Суммарное время занятости поточной линии j -м наименованием предмета труда в плановом периоде определяется по .формулам: х  t ц. j  1 N э. j  rпр.п. j х N з. А  rпр.п. А ;  t ц. А  480 480 1 (8.66) и т.д. Периодичность (ритмичность) партии изделий j -го наименования в соответствии с выбранной партией деталей рассчитывается по формуле Rчер. j  Fэф  n j N э. j ; Rчер. А  Fэф  п А N э. А (8.67) и т.д. Продолжительность производственного цикла (занятость МППЛ обработкой партий предметов труда j -го наименования) определяется по одной из формул tц. j  nj nоj Toj или tцj  n j  rпр.n. j 480 (8.68) 132 1800 Б 8 1,6 В 24 3,2 3 2 45,6x3 2400 600 300 5,0 4 2 71,2х4 3600 900 150 5,0 4 6 48,8х4 600 300 Продолжительность цикла Время переналадки оборудования, мин 6,67 Размер запускаемой партии деталей, шт Число партий деталей, шт 1,6 Переодичность чередования, дней Месячная программа, шт 6 Размер партии деталий за Т0 линии, шт Частный такт j-й детали, мин/шт А Изделие Занятость линии j-й детали, смен После определения календарно-плановых нормативов первой и второй групп составляются стандарт-план МППЛ с последовательно-партионным чередованием изделий j -го наименования и стандарт-планы по изготовлению каждого изделия, когда МППЛ работает как ОППЛ, а также строятся эпюры движения оборотных заделов по каждому изделию, рассчитываются средняя величина оборотных заделов, незавершенное производство и продолжительность производственного цикла обработки партии деталей за период оборота линии. Построение стандарт-плана МППЛ на период, равный наибольшему периоду чередования изделий, но не более чем График работы МППЛ по дням месяца 8 4 19 15 11 7 3 18 14 10 6 2 17 13 9 5 1 12 16 20 Rчер=5 Rчер=5 Тц=40 смен t ц включает время обработки деталей (2 • 3 + 4 • 2 + 4 • 6) = 38 смен; время на переналадку оборудования (45,6 • 3 + 71,2 • 4 + 48,8 • 4) = 1,2 смены, время на проведение плановых ремонтов оборудования - 0,8 смены. Всего 40 смен. Рис. 8.9. Стандарт-план МППЛ с последовательно-партионным чередованием изделий. Стандарт-план поточной линии показывает: 1) чередование изделий на линии; 2) время занятости линии изготовлением изделия каждого наименования; 3) режимы работы линии в те периоды, когда она работает со своими частными нормативами. Кроме того, необходимо построить m графиков стандарт-планов ОППЛ на период оборота линии, так как, когда обрабатывается одно j -е изделие, МППЛ работает как ОППЛ. Другими словами, необходимо построить графики работы линии, графики регламентации труда, рассчитать межоперационные оборотные заделы изделий по каждому наименованию. Если m  3, то графики строятся по всем наименованиям изделий, а если m  3, то графики стандартпланов строятся только для ведущих изделий, число которых не должно 133 превышать трех. В качестве примера на рис. 8.10 приведен стандарт план МППЛ по обработке изделия "В", когда линия работает как ОППЛ, а также показано движение межоперационных оборотных заделов по изделию "В". Исходными данными для построения таких графиков являются: • программа выпуска деталей j -го наименования ( N з. j ); • программа выпуска деталей j -го наименования ( n oj ) за период оборота Tоб ; • период оборота линии ( Tоб. j ), смен; • технологический процесс изготовления деталей j -го наименования и нормы времени по каждой операции, календарно-плановые нормативы первой и второй групп. Методика построения стандарт-плана МППЛ с последовательнопартионным чередованием аналогична методике построения стандарт-плана МНПЛ, а методика построения графиков стандарт-плана по каждому изделию аналогична методике построения стандарт-плана для ОППЛ. Если все рабочие места на ОППЛ участвуют в производстве любой детали из номенклатуры, то план показывает занятость рабочих мест в любой момент месяца. На самом же деле может возникать простой отдельных станков при занятости поточной линии обработкой данной детали. Для выявления этих вынужденных простоев по периодам месяца и для решения вопроса об их использовании строятся графики загрузки рабочих мест, которые показывают время занятости каждого рабочего места и время его простоя. Это время простоя рабочих мест на линии может быть использовано для производства вне поточных работ. 8.8. Экономическая эффективность поточного производства Широкое распространение поточных методов производства объясняется их высокой эффективностью. Для поточного производства характерны: широкое применение высокопроизводительного специального оборудования, высокий уровень механизации и автоматизации ручных работ и транспортных операций и наиболее полное использование оборудования, материалов и прочих средств производства. 134 Токарная 6,25 3,2 1,95 2 1 2 % мин 100 480 95 456 60 120 180 240 300 360 420 480 1 1 1 2 T2 T1 11 2 Сверлильная 5,7 3,2 1,78 2 3 4 100 480 78 374 1 1 3 4 4 Фрезер4,75 3,2 1,48 ная 2 Шлифо6,15 3,2 1,92 вальная 2 5 6 100 480 48 230 1 1 T1 100 480 92 442 1 1 T2 T3 21 16 7 8 77 73 84 66 101 49 5 6 T1 7 8 T3 12 16 3 Программа выпуска за Тоб, шт. График работы оборудования за период оборота Tоб = 1 смена Порядок обслуживания Загрузка рабочего места Количество рабочих порас- причету нято (Ср) (Спр) Номер рабочего места t шт., мин rnn, мин/шт. Номер операции 1 Операция Число рабочих мест T3 T2 T2 T1 78 72 17 5 Контроль- 3,5 ная 3,2 1,09 1 9 100 480 1 9 150 Рис. 8.10. Стандарт-план МППЛ по обработке изделия "В" Эффективность поточных методов выражается в повышении производительности труда, увеличении выпуска продукции, сокращении продолжительности производственного цикла обрабатываемой продукции, снижении использования производственных площадей, меньшем числе межцеховых и цеховых кладовых, экономии материалов, снижении себестоимости продукции и т. д. На повышение производительности труда при поточном производстве оказывает влияние ряд факторов, среди которых можно отметить следующие: • освобождение рабочих от затрат излишнего и тяжелого физического труда. Доставка на рабочие места материалов и полуфабрикатов, а также дальнейшее перемещение предметов труда осуществляются с помощью специальных транспортных средств; • ликвидация или сведение к минимуму простоев рабочих из-за переналадок оборудования, неравномерной загрузки, непропорциональности мощностей рабочих мест; • приобретение рабочими производственных навыков вследствие того, что они в течение длительного времени выполняют одну и ту же операцию или ее часть; • повышение точности заготовок и материалов, в результате чего сокращается время на обработку и изготовление продукции; • снижение трудоемкости процессов производства за счет применения в 135 потоке передовой технологии и техники и оптимальных режимов работы оборудования. На снижение себестоимости влияют следующие факторы: • сокращение заработной платы на единицу изделия благодаря повышению производительности труда и снижению трудоемкости продукции; • уменьшение затрат на основные материалы и полуфабрикаты в результате рационального выбора этих материалов, установление более экономичных размеров и допусков материалов и припусков на полуфабрикаты, применение наиболее эффективных методов централизованного метода раскроя с учетом максимального использования отходов производства; • сокращение удельных расходов инструментов благодаря применению техники обоснованных типов и размеров инструментов, оптимальных скоростей, установленных режимов работы оборудования, организации принудительной смены и централизованной заточки; • экономное расходование в результате интенсификации процессов и увеличение выпуска продукции; • наиболее полное использование оборудования, зданий и сооружений благодаря целесообразной планировки оборудования, непрерывности и равномерности процессов производства, пропорциональности мощностей и сведения простоев оборудования до минимума; • сокращение брака в результате тщательной разработки технологического процесса, постоянства применения материалов и режимов работы, освоения рабочими технологических процессов. Внедрение поточного производства приводит к значительному сокращению продолжительности производственного цикла, уменьшению заделов и общего объема незавершенного производства. Однако переход на поточное производство влечет за собой и рост капитальных вложений. В связи с этим необходимо определять размер капитальных вложений и их экономический эффект. Расчет экономического эффекта рекомендуется вести в следующем порядке. 1. Выбирается и обосновывается базовый вариант для сравнения. 2. Рассчитывается производительность техники по вариантам. 3. Определяются капитальные вложения по вариантам (базовому и проектируемому): K1 - до внедрения поточного производства и K2 - после внедрения. В общий объем капитальных вложений по вариантам, как правило, включаются: затраты на технологическое оборудование ( K об ), дорогостоящий инструмент и технологическую оснастку ( Kи ); затраты на доставку, монтаж и пусконаладочные работы технологического оборудования и оснастки ( K т.м.п.а ); затраты на производственную площадь, занимаемую оборудованием ( K пл ); затраты на транспортные средства ( K тр ); затраты i на предотвращение загрязнения окружающей среды ( K ср ) и на создание определенных условий для 136 рабочих-операторов ( K ус ). Кроме того, в состав капитальных вложений по проектируемому варианту (K2) входят: затраты на научно-исследовательские и опытноконструкторские работы ( K ниокр ) учетом фактора времени; убытки от списания недоамортизированной базовой техники ( K сп ); затраты на пополнение (уменьшение) оборотных средств(± 0 ). 4. Рассчитывается себестоимость выпускаемой продукции производимой с помощью оборудования базового варианта ( С1 ) и с помощью поточной линии ( С 2 ). 5. Устанавливается тождественность по объему выпуска в базовом и проектируемом вариантах. 6. Определяются сумма приведенных затрат и годовой экономический эффект от внедрения поточного производства (методика расчета изложена в пар. 9.5). Глава 9. ОРГАНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА 9.1. Виды и организационно-технические особенности создания и эксплуатации автоматических линий Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, в которой сочетаются непрерывность производственных процессов с автоматическим выполнением. Автоматизация производства в машиностроении и радиоэлектронном приборостроении развивается в направлении создания автоматических станков и агрегатов, автоматических поточных линий, автоматических участков, цехов и даже заводов. Степень автоматизации производственных процессов может быть различной. При частичной автоматизации часть функций по управлению оборудования автоматизирована, а часть - выполняется рабочими-операторами (полуавтоматические комплексы). При комплексной автоматизации все функции управления автоматизированы, рабочие только налаживают технику и контролируют ее работу (автоматические комплексы). При комплексной автоматизации производственных процессов должна применяться такая система автоматических машин, при которой процесс превращения исходного материала в готовый продукт происходит от начала до конца без физического вмешательства человека. Для этого требуется автоматизация не только технологических, но и всех вспомогательных и обслуживающих операций. Комплексная автоматизация производственных процессов является главным направлением технического прогресса, обеспечивающим дальнейший рост производительности труда, снижение себестоимости и улучшение 137 качества продукции. Этапы развития автоматизации производства определяются развитием средств производства, электронно-вычислительной техники, научных методов технологии и организации производства. На первом этапе были созданы автоматические линии с жесткой кинематической связью. Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением. Переходом к третьему этапу развития автоматизации послужили новые возможности ЧПУ, основанные на применении микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, в которой сочетались бы высокая производительность автоматических линий -с требованиями гибкости производственного процесса. Более высокий уровень автоматизации характеризуется созданием автоматических заводов будущего, оснащенных оборудованием с искусственным интеллектом. Типичным примером комплексной автоматизации является автоматическая линия (АЛ). Автоматическая линия - это система согласованно работающих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, с помощью которых | обрабатываются детали или собираются изделия по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт АЛ). Роль рабочего на АЛ сводится лишь к наблюдению за работой линии, к наладке и подналадке отдельных механизмов, а иногда к подаче заготовки на первую операцию и снятию готового изделия на последней операции. Это позволяет рабочему управлять значительным числом машин и механизмов. Характер труда рабочего меняется коренным образом и все более и более приближается к труду техника и инженера. Основным параметром (нормативом) АЛ является производительность. Производительность линии считают по производительности последнего выпускного станка. Различают: технологическую, цикловую, фактическую, потенциальную производительность линии. Технологическая производительность определяется по формуле 1 (9.1) tм где t м - время непосредственной обработки детали (рабочих ходов станка, автомата, линии), т. е. основное время ( t о ). Цикловая производительность рассчитывается по формуле рт  1 1 (9.2)  Т ц (t м  t х ) где Tц - продолжительность рабочего цикла ( Tц  t м  t x  to  tв  ton ) рц  мин; 138 t x - время холостых ходов рабочей машины, связанных с загрузкой и разгрузкой, межстаночным транспортированием, зажимом и разжимом деталей, т.е. вспомогательное время (ц). Для большинства автоматических линий продолжительность рабочего цикла и всех его элементов остается неизменной в процессе работы машины, поэтому значения технологической и цикловой производительности являются постоянными величинами. В реальных условиях периоды бесперебойной работы рабочей машины АЛ чередуются с простоями, вызванными различными организационными причинами. Вследствие этого фактическая производительность автоматической линии определяется по формуле 1 1 (9.3) Т ц  t т.о  tо.о Т ц  tом где K ис.в - коэффициент использования рабочей машины (станка, автомата, линии) во времени; ц - цикловая производительность рабочей машины. Коэффициент K ис.в (организационно-технический уровень) может быть рассчитан по формуле  ф  К ис.в  ц  К ис.в  Fэф   Тц (9.4) Fэф  Епр Т ц  tом где Fэф - время работы рабочей машины за плановый период (эффективный фонд времени); Tпр - время простоя рабочей машины за тот же период; tом - время внецикловых простоев, приходящихся на единицу продукции ( tом  t т.о  tо.о ) Все простои оборудования делятся на собственные ( t т.о ) и организационно-технические ( tо.о ). Собственные простои функционально связаны с конструкцией и режимом работы линии. Их величина определяется конструктивным совершенством линии, ее надежностью в работе, квалификацией обслуживающего персонала и др. К ним относятся простои, связанные с регулировкой механизмов, подналадкой и текущим ремонтом оборудования, сменой инструмента и т. д. Организационно-технические простои обусловлены внешними причинами, функционально не связанными и не зависящими от конструкции АЛ и системы ее обслуживания. Это - отсутствие заготовок, несвоевременный приход и уход рабочего, брак на предыдущих операциях и другие виды организационного обслуживания ( tо.о ). С учетом потерь времени только по причинам технического обслуживания определяется потенциальная производительность автоматической линии 139 1 (Т ц  t т.о ) уровень этой линии рп  Технический использования) К т. у  рп / рц Организационно-технический использования) (9.5) (коэффициент технического (9.6) уровень (коэффициент общего К т. у  рф / рц (9.7) Важнейшим календарно-плановым нормативом автоматической линии, характеризующим равномерность выпуска продукции является такт (или ритм потока). Он определяется суммарным временем обработки изделия ( t м ), временем установки, закрепления, раскрепления и снятия, а также транспортировки его с одной операции на другую ( t x ) rал  t м  t х Автоматические линии с гибкой связью оснащаются, как правило, независимым межоперационным транспортом, позволяющим передавать детали с операции на операцию независимо от другой. После каждой операции на линии создается бункерное устройство (магазин) для накопления межоперационного задела, за счет которого осуществляется непрерывная работа станков. 9.2. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации роторных линий Разновидностью комплексных автоматических линий являются роторные автоматические линии (РЛ), разработанные инженером Л. Н. Кошкиным. Автоматическая роторная линия представляет собой комплекс рабочих машин (роторов), транспортных машин (роторов), приборов, объединенных единой системой автоматического управления, в котором одновременно с обработкой заготовки перемещаются по дугам окружностей рабочих роторов совместно с воздействующими на них рабочими инструментами. Рабочие и транспортные роторы находятся в жесткой кинематической связи и имеют синхронное вращение. Рабочий ротор представляет собой жесткую систему, на периферии которого на равном расстоянии друг от друга монтируются рабочие инструменты в быстросъемных блоках и рабочие органы, сообщающие инструментам необходимые движения. Каждый инструмент на различных участках своего пути совершает все необходимые элементы движения для 140 выполнения операции. Для малых усилий применяются механические исполнительные органы, для больших - гидравлические (например, штоки гидравлических силовых цилиндров). Инструмент, как правило, монтируется комплексно в предварительно налаживаемых (вне рабочих машин) блоках, сопрягаемых с исполнительными органами рабочего ротора преимущественно только осевой связью, что обеспечивает возможность быстрой замены блоков. На периферии транспортных роторов на равном расстоянии друг от друга устанавливаются заготовки для изготовления деталей или сборочные единицы для сборки изделий. Транспортные роторы принимают, транспортируют и передают изделия (заготовки) на рабочие роторы. Они представляют собой барабаны или диски, оснащенные несущими органами. Часто применяются простые транспортные роторы, имеющие одинаковую транспортную скорость, общую плоскость транспортирования и одинаковую ориентацию предметов обработки. Для передачи изделий между рабочими роторами с различными шаговыми расстояниями или различным положением предметов обработки транспортные роторы могут изменять угловую скорость и положение в пространстве транспортируемых предметов. Рабочие и транспортные роторы соединяются в линии общим синхронным приводом, перемещающим каждый ротор на один шаг за время, соответствующее такту линии ( r рл ). На автоматической роторной линии можно одновременно обрабатывать детали нескольких типоразмеров сходной технологии, т. е. они могут применяться не только в массовом, но и в серийном производстве. В настоящее время эти линии широко используются при производстве радиодеталей, штампованных деталей, при расфасовке, упаковке и на других видах работ. Основными календарно-плановыми нормативами такой линии являются: 1. Такт роторной линии, который определяется временем перемещения заготовки и инструмента на расстояние ( I пр ) между двумя смежными позициями ротора (шаг ротора). r рп  I пр / Vтр (9.8) - транспортная (линейная) скорость движения инструмента где Vтр (предмета труда), или, что то же самое, окружная скорость ротора (по окружности центров инструментов), которая рассчитывается по формуле Vтр  или 2   r T (9.9) Vтр    r где  - угловая скорость вращения ротора, оборотов/с или оборотов/мин.; 141 r - радиус ротора, мм, см, м; T - период вращения (время, за которое ротор с, мин; совершает полный оборот),  - постоянное число, приблизительно равное 3,14. Окружные скорости двух роторов (рабочего и транспортного) всегда должны быть равны, это обеспечивает точность позиционирования 1  r1  2  r2 (9.10) где 1 , r1 , 2 , r2 - угловые скорости и радиусы соответственно рабочего и транспортного роторов. 2. Продолжительность производственного цикла обработки заготовки определяется длиной пути ( Lno ) от места загрузки заготовки до места выдачи детали с той же скоростью tц  Lno / Vmp (9.11) Время, в течение которого рабочий инструмент участвует в процессе ( tци ), больше периода обработки детали ( tц ) и характеризуется временем полного оборота ротора, т. е.: tци  Ln / Vmp (9.12) где Ln - длина полной окружности ротора. Продолжительность цикла равна сумме входящих в него интервалов, связанных с поворотом ротора на определенный угол а: tци  t n  t kn  t з  t м  tои  t р  tс  t хд (9.13) где t n - передача заготовки из транспортного ротора в инструментальный блок рабочего ротора ( a1 ); tkn - контроль за правильностью положения, наличием или отсутствием заготовки перед обработкой ( a 2 ); t з - закрепление заготовки и подвод инструмента ( a3 ); t m - время непосредственной обработки детали ( a 4 ) t ои - отвод инструмента ( a5 ) t p - раскрепление изделия ( a6 ); t s - снятие и передача изделия с рабочего ротора в транспортный ротор ( a 7 ); t хд - холостое движение инструментального блока ( a8 ). Период холостого хода, соответствующий углу ( a8 ), обычно используется для ручных или автоматических процессов смены инструмента, контроля и очистки от отходов производства, 3. Цикловая производительность роторной машины (два ротора - рабочий 142 и транспортный) определяется по формуле (9.14) rцм  n / tци где n - число рабочих органов (инструментальных позиций) на рабочем роторе. Цикловая производительность роторной линии определяется как величина, обратная такту: rцл  Vmp / I np (9.15) фактическая производительность роторной линии рассчитывается по формуле rфд  rцп  К ис.в (9.16) где К ис.в - коэффициент использования роторной линии. Важным достоинством роторной линии является относительная простота получения синхронного процесса, которая обеспечивается варьированием числа позиций (n) на рабочих и транспортных роторах, чтобы выдерживалось t условие i  const ; ni Надежность функционирования этой линии оценивается вероятностью сохранения установленного проектом уровня цикловой производительности. Роторные линии отличаются определенным уровнем гибкости и позволяют получать достаточно высокие технико-экономические показатели. Например, по сравнению с отдельными автоматами нероторного типа сокращается производственный цикл в 10-15 раз, уменьшаются межоперационные заделы в 20-25 раз; высвобождаются производственные площади, снижаются трудоемкость и себестоимость продукции, капитальные затраты окупаются за 1-3 года. 9.3. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации робототехнических комплексов В современных условиях развития автоматизации производства особое место отводится использованию промышленных роботов. Промышленный робот - это механическая система, включающая манипуляционные устройства, систему управления, чувствительные элементы и средства передвижения. С помощью промышленных роботов можно объединять технологическое оборудование в отдельные робототехнические комплексы различного масштаба, не связанные жестко планировкой и числом комплектующих агрегатов. Принципиальными отличиями робототехники от традиционных средств автоматизации являются их широкая универсальность 143 (многофункциональность) и гибкость (мобильность) при переходе на выполнение принципиально новых операций. Промышленные роботы находят применение во всех сферах производственно-хозяйственной деятельности. Они успешно заменяют тяжелый, утомительный и однообразный труд человека, особенно при работе в условиях вредной и опасной для здоровья производственной среды. Они способны воспроизводить некоторые двигательные и умственные функции человека при выполнении ими основных и вспомогательных производственных операций без непосредственного участия рабочих. Для этого их наделяют некоторыми способностями: слухом, зрением, осязанием, памятью и т. д., а также способностью к самоорганизации, самообучению и адаптации к внешней среде. Промышленный робот - это перепрограммируемая автоматическая машина, применяемая в производственном процессе для выполнения двигательных функций, аналогичных функциям человека, при перемещении предметов труда или технологической оснастки. Роботы первого поколения (автоматические манипуляторы), как правило, работают по заранее заданной «жесткой» программе. Например, в жесткой связи со станками, оснащенными ЧПУ. Роботы второго поколения оснащены системами адаптивного управления, представленными различными сенсорными устройствами (например, техническим зрением, очувствленными схватами и т.д.) и программами обработки сенсорной информации. Роботы третьего поколения обладают искусственным интеллектом, позволяющим выполнять самые сложные функции при замене в производстве человека. Разнообразие производственных процессов и условий производства предопределяют наличие различных типов роботизированных технологических комплексов (РТК) - ячеек, участков, линий и т. д. Классификация РТК по типу роботизированного подразделения основывается на количественной характеристике выполняемых комплексом технологических операций. Простейшим типом РТК, который положен в основу более крупных комплексов, вплоть до целых предприятий, является роботизированная технологическая ячейка (РТЯ), в которой выполняется небольшое число технологических операций, например роботизированная единица технологического оборудования с ЧПУ. Более крупным роботизированным комплексом является роботизированный технологический участок (РТУ). Он выполняет ряд технологических операций (включает несколько единиц РТЯ). Если операции осуществляются в едином технологическом процессе на последовательно расположенном оборудовании, то комплекс представляет собой роботизированную технологическую линию (РТЛ). Структурно РТК может быть представлен в виде цеха, состоящего из нескольких РТУ, РТЛ, автоматизированных складов и связывающих их 144 транспортных промышленных роботов (робоэлектрокаров). Высшей формой организации производства является создание комплексно роботизированного завода. В зависимости от вида роботизированного производственного процесса РТК могут быть предназначены для получения заготовок, обработки деталей, выполнения процессов сборки либо для реализации контрольно-сортировочных и транспортно-перегрузочных операций, в том числе для внутрицехового транспортирования и складских операций. При проектировании РТК выделяют два этапа: на первом этапе рассматривают проблемы анализа производства, выбирают объекты роботизации, состав основного технологического оборудования, вид движения деталей, систему рационального автоматизированного управления технологическим процессом и функциональными задачами; на втором этапе осуществляют непосредственное проектирование РТК, формируют структуру, определяют количество и характеристики промышленных роботов и технологического оборудования, разрабатывают рациональные планировки оборудования РТК в производственном помещении, составляют и отлаживают алгоритмы и программные системы управления РТК, необходимые в период функционирования. Компоновочные варианты РТК зависят от решаемых технологических задач, уровня автоматизации, числа и типажа промышленных роботов, их технических и функциональных возможностей. Как правило, компоновочные варианты РТК основываются на принципах индивидуального и группового обслуживания оборудования промышленными роботами. Индивидуальное обслуживание - робот встраивается в технологическое оборудование; размещается рядом с оборудованием; несколько роботов обслуживают единицу оборудования (рис. 9.1, а, б, в). Групповое обслуживание - робот обслуживает несколько единиц технологического оборудования, при этом возможны два варианта компоновки: 1) линейное расположение оборудования (рис. 9.1, г); 2) круговое расположение оборудования (рис. 9.1, д). Выбор оптимальных параметров и рациональных конструкторских решений в период проектирования РТК производится с учетом ряда организационно-экономических факторов: производительности РТК, обеспечения надежности его работы, эффективности функционирования и др. Проектную потенциальную производительность РТЯ можно определить с учетом собственных простоев по формуле рпп  Nц ( tр ) Т ц t р  t т.о где N ц - число деталей, обрабатываемых за цикл; Т ц - цикл работы РТЯ ( tц  t x ); t p - время работы без перерывов за Tц ; t t.o (9.17) - величина простоев, связанных с регулировкой, сменой и 145 подналадкой инструмента, с отказами устройств РТЯ и т. д.; t .о  tоб  t пр  tво где t об , t пр , t во - потери основного технологического вспомогательного оборудования. времени из-за оборудования, простоев соответственно промышленных роботов и 146 Особенности РТК Компоновочные схемы РТК Индивидуальное обслуживание оборудования 1 2 4 а) ПР встроен в оборудование ЧПУ 3 2 4 ЧПУ б) ПР размещён рядом с оборудованием 3 МИ 1 5 в) несколько ПР обслуживают единицу оборудования МИ 5 4 ЧПУ 1 2 3 1 Груповое обслуживание оборудования г) обслуживание ПР нескольких единиц оборудования при линейном расположении ЧПУ ЧПУ 2 6 то 5 МИ ЧПУ то МИ с п с 7 ЧПУ то то МИ с МИ с 10 н 1 д) обслуживание ПР нескольких единиц оборудования при круговом расположении 4 6 ЧПУ 2 то п 8 с то 7 с МИ 10 ЧПУ 5 1 9 н МИ ЧПУ МИ с то МИ с то 2 ЧПУ Рис. 9.1. Основные варианты компоновочных схем РТК: 1 - промышленный робот (ПР); 2- технологическое оборудование (ТО); 3конвейер; 4 - устройство числового программного управления (ЧПУ); 5 магазин инструмента (МИ); 6 - питатель заготовками (П); 7 - стол (С); 8 147 автоматизированная система (АС); 9 - роботоэлектрокар (РЭК); 10 - накопитель деталей (Н) Если соотношение tр  К т.ис t р  tт.о назвать коэффициентом технического использования РТЯ с учетом собственных простоев, тогда ее проектную производительность можно представить в виде рпп  Nц Тц К т.ис (9.18) Известно, что кроме собственных перерывов технологическое оборудование может простаивать из-за организационно-технических перерывов (to.o), которые необходимо учитывать при определении фактической производительности РТЯ. Коэффициент суммарных внецикловых потерь рабочего времени (собственных и организационно-технических) определяется по формуле К о.т. мс  tтр  tи  tом tпр tв.о   [100  (tтр  tи  tом )] 100  tпр 100  tв.о (9.19) где t тр  t м  t ом  t об - время простоев основного оборудования в связи с текущим ремонтом ( t тр ), сменой и наладкой инструментов ( t и ), техническим и организационным обслуживанием оборудования ( t ом ); t ом  t то  t oo Тогда фактическую производительность РТК можно рассчитать по формуле Nц (9.20) рп.ф  К о.т.ис Тц Роботизированная технологическая линия с гибкой межпозиционной связью располагает бункерными устройствами на входе и выходе, а подобная линия с жесткой межпозиционной связью бункерных накопителей не имеет, и все роботизированные технические ячейки линии должны функционировать синхронно в одном ритме, так как выход из строя любого агрегата или его элемента ведет к остановке роботизированной технологической линии. Исходя из этого при расчете производительности этой линии необходимо рассчитывать коэффициент ее технического использования. Расчет производится по формуле 148 1 (9.21) 1  К ртл где К ртл - коэффициент собственных внецикловых потерь РТЛ, образованных суммой потерь времени у всех составляющих элементов РТЛ. Тогда производительность РТЛ можно определить по формуле Кис. ртл  рп. ртл  Nц Т ц. ртл К ис. ртл (9.22) При решении организационно-экономических проблем использования РТК особенно важно обеспечить необходимый уровень надежности. Этот комплексный показатель промышленного робота рассчитывается по формуле tом (9.23) tотк  tвос где tом - время, затрачиваемое на техническое и организационное обслуживание РТК в плановый период (ч, смена); tотк - наработка робота на отказ за плановый период; tвос - среднее время восстановления работоспособности РТК. Повышение надежности РТК позволяет снизить потери времени на планово-предупредительные ремонты и ликвидацию аварийных отказов, а также уменьшить затраты на ремонт всех видов и техническое обслуживание оборудования. Обеспечение ритмичности производственного процесса в условиях РТК и синхронизация операций являются одной из сложных организационных задач. Для РТК устанавливают величину усредненного такта или ритма rус и за счет группировки и подбора операций обеспечивают Ун  равенство или кратность между продолжительностью операций и тактом. Такт определяется по формуле rус  tштi / С ртя где tштi - штучное время на i-и операции; С ртя - число роботизированных технологических ячеек. (9.24) За счет синхронизации простои основного оборудования РТК сводятся к минимуму, при этом повышаются его производительность и эффективность. Социально-экономическая эффективность определяется на основе суммы приведенных затрат по базовой технике и РТК с учетом социальных факторов. 9.4. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации гибких производственных систем В современных условиях сфера распространения поточных форм 149 организации производства и соответствующих видов поточных линий (ОНПЛ, ОППЛ, МНПЛ, МППЛ, АЛ, РЛ) ограничена в основном массовым и крупносерийным типами производства, доля которых в общем объеме производства не столь значительна и постоянно уменьшается под воздействием ряда факторов, порождаемых научно-техническим прогрессом. К таким факторам относятся: увеличение многообразия разработки объектов новой продукции; частая сменяемость выпускаемых изделий; возрастание многономенклатурности производства изделий, сборочных единиц, деталей; снижение объема выпуска отдельных изделий при увеличении объема других и т. д. Развитие радиоэлектроники, вычислительной техники и программирования, серийное производство высокопроизводительных многоцелевых станков с ЧПУ (обрабатывающих центров), робототехника и использование групповой технологии обусловили создание базы для автоматизации серийного, мелкосерийного и единичного производств, а также для перехода к гибкому автоматизированному производству и к массовому внедрению гибких производственных систем (ГПС); В отличие от поточных и автоматических линий, имеющих узкую специализацию на изготовление определенного вида изделий, создание ГПС направлено на обеспечение выпуска серийных и мелкосерийных изделий дискретными партиями, номенклатура и размеры которых могут меняться во времени. При этом использование ГПС должно способствовать сохранению для многономенклатурного производства отличительных особенностей и преимуществ массового производства (непрерывности и ритмичности) и существенному повышению производительности труда и качества выпускаемой продукции при сокращении численности рабочих-операторов. Гибкие производственные системы отличаются от технических систем, состоящих из универсального оборудования и автономно работающих станков с ЧПУ и от производств, оборудованных станками-автоматами и полуавтоматами в линии (АЛ, РЛ и др.) с механической связью. От производств, оснащенных универсальным оборудованием и станками с ЧПУ, ГПС отличаются высокой производительностью оборудования и труда как за счет одновременного выполнения многих операций производственного процесса с одной установки обрабатываемого предмета труда, так и за счет того, что ГПС может работать в автоматическом режиме круглосуточно. От автоматических линий ГПС отличается гибкостью в широком смысле слова, что позволяет обрабатывать в нем широкую номенклатуру изделий и быструю смену объектов производства. Обладая широкой гибкостью, ГПС обеспечивает высокую производительность оборудования, приближающуюся куров-ню производительности автоматических линий и линий, скомпонованных из специализированных станков. Основной показатель ГПС - степень гибкости может быть определен величиной затрачиваемого времени, количеством необходимых дополнительных расходов, при переходе на выпуск изделий определенного наименования, а также широтой номенклатуры выпускаемой продукции. 150 Понятие степень гибкости производственной системы - это не однозначный, а многокритериальный показатель. В зависимости от конкретной решаемой задачи ГПС выдвигаются различные аспекты гибкости: 1) машинная гибкость - простота перестройки технологического оборудования для производства заданного множества изделий каждого наименования; 2) технологическая гибкость - способность системы производить заданное множество деталей каждого наименования разными вариантами технологического процесса; 3) структурная гибкость - возможность расширения ГПС за счет введения новых дополнительных технологических модулей, а также возможность объединения нескольких систем в единый комплекс; 4) гибкость по объему выпуска - способность системы экономично изготавливать изделия каждого наименования при разных размерах партий запуска и может быть охарактеризована минимальным размером партии, при котором использование системы остается экономически эффективным; 5) гибкость по номенклатуре - способность системы к обновлению выпуска продукции, она характеризуется сроками и стоимостью подготовки производства деталей нового наименования. В мелкосерийном производстве в качестве показателя гибкости номенклатуры можно принять максимальный коэффициент обновления продукции, при котором использование системы остается экономически эффективным. Важное значение для обеспечения гибкости по номенклатуре имеет унификация конструктивных и технологических решений, достигаемая за счет автоматизации процессов конструирования изделий и технологической подготовки производства, а также широкого применения принципов групповой технологии, являющейся технологическим фундаментом современных механообрабатывающих производств. Перечисленные виды гибкости тесно связаны между собой и улучшение одного показателя гибкости может вызвать ухудшение другого. Поэтому при сопоставлении различных ГПС, особенно при анализе вариантов на стадии проектирования, желательно пользоваться не качественными оценками, а некоторой системой количественных характеристик, так как создание ГПС, обладающих высокой гибкостью по всем перечисленным показателям, является не только технически невозможным, но и экономически нецелесообразным. Поскольку, каждая ГПС разрабатывается для нужд конкретного предприятия, цеха, участка, она оказывается специализированной не только по своему технологическому назначению, но и по решаемым производственным задачам. В общем виде под гибкой производственной системой понимается автоматизированное производство, построенное на современных технических средствах (станках с ЧПУ, роботизированных технологических комплексах, гибких производственных модулях, транспортно-накопительных и складских системах и т. д.), способное обеспечивать выпуск широкой номенклатуры продукции, однородной лишь по своим основным конструктивным и технологическим параметрам и способное безынерционно переходить на 151 выпуск новых изделий любого наименования. К числу основных факторов, обеспечивающих функционирование ГПС, относятся: 1) комплексная автоматизация всех основных и вспомогательных технологических операций; 2) программная переналадка технологического оборудования; 3) оперативная (автоматизированная) конструкторско-технологическая и организационноэкономическая подготовка производства; 4) автоматизация управления производственно-технологическими процессами, осуществляемая в режиме реального времени; 5) реализация и оптимизация оперативнопроизводственного планирования, позволяющая получить максимальную загрузку оборудования, минимизировать производственный цикл и обеспечить комплектность деталей и сборочных единиц для сборки; 6) групповая технология обработки деталей. Реализация названных факторов обеспечивается за счет функциональных элементов ГПС, которые можно разделить на две группы: • производственно-технологические функциональные элементы ГАП, составляющие производственно-технологическую часть ГПС; • электронно-вычислительные функциональные элементы ГАП, составляющие информационно-вычислительную и управляющую часть ГПС. При проектировании производственно-технологической части ГПС, как правило, используют блочно-модульный принцип на различных организационных уровнях системы (рис. 9.2). Гибкая производственная система Гибкий производительный модуль ГПК Роботизированный технологический комплекс ГАЛ ГАУ Система обеспечения ГАЦ ГПК - гибкий производственный комплекс; ГАЛ - гибкая автоматизированная пиния; ГАУ - гибкий автоматизированный участок; ГАЦ - гибкий автоматизированный цех Рис. 9.2. Структура гибкой производственной системы: Основными элементами производственно-технологической части ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения. Гибкий производственный модуль (ГПМ) - это единица технологического 152 оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с ЧПУ, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции, имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС. В состав ГПМ входят специальное технологическое оборудование (от одного до трех станков с ЧПУ); контрольно-измерительная аппаратура и установки; промышленные роботы и манипуляторы; средства автоматизации технологического процесса; средства идентификации деталей, заготовок, инструмента и оснастки. Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это совокупность единиц технологического оборудования от 3 до 10 станков с ЧПУ, роботов и средств их оснащения. Этот комплекс автономно функционирует и осуществляет многократные циклы. Предназначенные для работы в ГПС роботизированные комплексы должны иметь автоматизированную переналадку и возможность встраиваться в ГПС. В качестве средств оснащения они могут быть устройствами накопления, ориентации, поштучной выдачи объектов производства и т. д. Таким образом, основными характеристиками ГПМ и РТК являются: • способность работать автономно, без участия человека; • автоматически выполнять все основные и вспомогательные операции производственного процесса; • гибкость, удовлетворяющая требованиям единичного и мелкосерийного производств; • простота наладки, устранения отказов основного оборудования и системы управления; • совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства; • большая степень завершенности обработки деталей с одного установа; • высокая экономическая эффективность при правильной эксплуатации. В настоящее время создаются и эксплуатируются ГПС полного технологического цикла, на которых детали или изделия обрабатываются (изготавливаются) со 100%-ной готовностью, и ГПС неполного цикла, когда для завершения изготовления детали требуются дополнительные операции, выполняемые вне данной системы. В соответствии с этим создаются более сложные ГПС в виде гибких производственных комплексов (ГПК), гибких автоматизированных линий (ГАЛ), гибких автоматизированных участков (ГАУ), гибких автоматизированных цехов (ГАЦ)-и гибких автоматизированных заводов (ГАЗ). ГПК - ГПС, состоящая из нескольких ГПМ (1/3 парка от 6 до 10, а остальные - 11 и более ГПМ) или РТК, объединенных АСУ и автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС), автономно функционирующая в течение заданного времени и имеющая возможность встраиваться в систему более высокого уровня автоматизации. ГАЛ - ГПС, состоящая из нескольких ГПМ или РТК, объединенных АСУ, 153 в которой технологическое оборудование располагается в принятой последовательности технологических операций вдоль автоматизированной транспортно-накопительной системы. ГАУ - ГПС, состоящая из нескольких ГПМ, РТК, ГАЛ и отдельных единиц специального технологического оборудования, автоматизированной транспортно-накопительной системы, объединенных АСУ в гибкий участок, в котором предусмотрено изменение последовательности использования технологического оборудования в пределах заданного технологического маршрута. ГАЦ - ГПС, объединяющая ГАУ (или ГАЛ), вспомогательные участки и отдельные ГПМ, ГПК, АТСС и управляемая автоматизированной системой. ГАЗ - ГПС, состоящая из ГАЦ заготовительного производства, ГАЦ обрабатывающей и сборочной стадий, автоматизированных складов материалов, заготовок, комплектующих изделий, готовых деталей и изделий, автоматизированной транспортной системы (АТС), объединенная АСУ. Система обеспечения функционирования ГПС в автоматическом или автоматизированном режиме включает: а) автоматизированную транспортноскладскую систему - систему взаимосвязанных автоматизированных транспортных и складских устройств с установкой в транспортной таре для временного накопления, распределения и доставки предметов производства и технологической оснастки к ГПМ, РТК или другому технологическому оборудованию в ГПС; б) автоматизированную систему инструментального обеспечения (АСИО), осуществляющую подготовку, хранение, автоматическую замену инструмента; в) автоматизированную систему слежения за износом и поломками инструмента (АССИ); г) автоматизированную систему обеспечения надежности, осуществляющую слежение за состоянием оборудования (АСОН); д) автоматизированную систему управления качеством продукции (АСУКП); е) автоматизированную систему удаления отходов производства (АСУОП). Производственно-технологическая часть ГПС предназначена для выполнения всех основных и вспомогательных технологических процессов и операций над элементами материального потока. Основными элементами информационно-вычислительной и управляющей части ГПС являются: система автоматизированного проектирования (САПР); автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП); автоматизированная система управления технологическими процессами ] (АСУТП); автоматизированная система научных исследований (АСНИ); локальные системы управления (ЛСУ); автоматизированная система управления предприятием (АСУП), обеспечивающая автоматизированное организационно-экономическое, управление гибким автоматизированным производством. Частичная или полная интеграция производственно-технологической части ГПС с функциональными системами информационно-вычислительной и управляющей частей в единую производственную систему превращает ее в гибкое автоматизированное производство (ГАП). Информационно-вычислительная и управляющая части ГПС 154 обеспечивают управление и координацию деятельности производственнотехнологических функциональных элементов системы, которая реализуется иерархией ЭВМ (рис. 9.3). На первом уровне иерархии управления используются ЧПУ. С их помощью управляются станки и другое технологическое оборудование, промышленные роботы, роботоэлектрокары и прочие транспортные системы. На втором уровне используются микро-ЭВМ типа «Электроника» и другие программно совместимые с ней ЭВМ. С их помощью управляются ГПМ, РТК, АТС, АСС и другие обеспечивающие системы. На третьем уровне используются мини-ЭВМ типа СМ-1420 и другие программно совместимые с ними ЭВМ. Мини-ЭВМ управляют группами модулей (ГПК, ГАЛ, ГАУ, ГАЦ). В механообработке в среднем одной микроЭВМ может быть подчинено до четырех станков с ЧПУ или один ГПМ, а эти группы станков (ГПМ), в свою очередь, подчиняются мини-ЭВМ следующего ЭВМ АСУП АСТПП IV уровень САПР АСУ ГАЗ Мини-ЭВМ Мини-ЭВМ Мини-ЭВМ Мини-ЭВМ АСУ ГПК АСУ ГАЛ АСУ ГАУ АСУ ГАЦ МикроЭВМ АСУ ГПМ МикроЭВМ АСУ РТК Устройство ЧПУ станками МикроЭВМ АСУ АТС Учтройство ЧПУ роботами МикроЭВМ МикроЭВМ АСУ АСС АСУ других подсистем Устройство ЧПУ робоэлектрокарами III уровень II уровень I уровень Рис. 9.3. Структурная схема автоматизированной системы управления гибкой производственной системой уровня, которая может объединять в среднем до восьми микро-ЭВМ предыдущего уровня. На этом уровне с помощью мини-ЭВМ осуществляются хранение программ и другой информации, реализация оперативнокалендарного плана, регистрация текущего состояния производства, контроль 155 за неисправностью оборудования и т. д. На четвертом уровне используется ЭВМ типа ЕС в составе АСУП. На всех этапах разработки гибкие производственные системы рассматриваются как сложные производственные системы, в состав которых входят производственно-технологические и электронно-вычислительные элементы ГАП, предметы труда и обслуживающий персонал, а также система управления. Задача проектирования заключается в том, чтобы обеспечить высокие технико-экономические показатели не только каждого элемента ГПС, но и всей системы в целом. 9.5. Оценка экономического эффекта от использования средств автоматизации производства При проведении работ на конкретном предприятии с целью перехода на автоматизированное производство возникает вопрос об оценке капитальных затрат на внедрение средств автоматизации и определении эффективности этих затрат. Для этого необходимо выяснить структуру затрат на создание автоматизированного производства (АЛ, РЛ, РТК, ГПС) и процедуру определения эффективности этих затрат. Соизмерение затрат и результатов при создании автоматизированного производства является частью общей проблемы, рассматриваемой в теории экономической эффективности капитальных вложений. Технический уровень современного производства позволяет автоматизировать почти любую технологическую операцию. Однако далеко не всегда автоматизация при этом будет экономически эффективной. Автоматизация производства может осуществляться с применением различного оборудования, разных средств автоматизации, транспортных и контрольных устройств, любой компоновки технологического оборудования и т. д. Поэтому необходимо производить правильный выбор и комплексную оценку экономической эффективности вариантов автоматизации производства. Отечественный и зарубежный опыт показывает, что целесообразность применения того или иного технологического оборудования с различной степенью гибкости и автоматизации в основном определяется объемом годового выпуска продукции и номенклатурой или числом типоразмеров. Так, если надо выпускать один-два типоразмера в количестве 2-5 тыс. шт. в год, целесообразно выбрать АЛ с жесткой кинематической связью или РЛ; при двух-восьми типоразмерах с объемом выпуска 1-15 тыс. шт. в год можно принять переналаживаемую АЛ с ограниченной жесткостью; при пяти-ста типоразмерах с объемом 50-1000 шт. в год выбирают ГПМ или ГПК (ГПС). Экономическая эффективность автоматизации производства оценивается стоимостными и натуральными показателями. К основным стоимостным показателям относятся себестоимость продукции, капитальные затраты, приведенные затраты и срок окупаемости дополнительных капитальных вложений в средства автоматизации. 156 При обосновании экономической целесообразности создания и эксплуатации автоматической или автоматизированной производственной системы необходимо исходить из следующих основных принципов теории экономической эффективности капитальных вложений: 1. Экономический эффект от использования средств автоматизации - это экономия общественного труда при производстве каких-либо видов продукции. Экономия труда или экономия времени коренным образом определяет направленность капитальных вложений. 2. Целесообразность использования средств автоматизации на конкретном предприятии (в цехе) обосновывается соотношением хозяйственного эффекта и затратами по каждому варианту. 3. В качестве критерия сравнения вариантов принимаются приведенные затраты, отражающие текущие затраты и капитальные вложения. При экономическом обосновании целесообразности использования средств автоматизации в конкретном производстве следует учитывать экономический эффект в сфере производства продукции, производимой в условиях автоматизации. Кроме того, необходимо принимать во внимание следующее. 1. Сравниваемые варианты, предлагаемые для организации производства продукции, приводятся к тождественному эффекту. 2. Цель внедрения средств автоматизации - увеличение объема и качества выпускаемой продукции на базе интенсификации. 3. При рассмотрении двух вариантов тот вариант является наилучшим, которому соответствует минимум приведенных затрат. Формула приведенных затрат позволяет соизмерять разнородные по своему характеру величины - текущие (себестоимость продукции) и единовременные затраты (капитальные вложения в средства автоматизации) путем отнесения их на годовой объем производства продукции либо (при использовании вместо нормативного коэффициента эффективности нормативного срока окупаемости) на весь срок работы средств автоматизации производства, в течение которого стоимость должна окупиться за счет снижения текущих затрат (себестоимости продукции). При этом величина годового экономического эффекта (Э, руб./год) от применения средств автоматизации производства определяется по формуле Э  (С1  Ен  К1)  (С2  Ен  К 2 ) (9.25) где С1 и С2 - себестоимость годового выпуска продукции соответственно до и после внедрения средств автоматизации производства, руб./год; К1 и К 2 - капиталовложения соответственно до и после внедрения средств автоматизации, руб.; Eн - нормативный коэффициент сравнительной экономической 157 эффективности капитальных вложений. Положительное значение разности приведенных затрат говорит об экономической целесообразности внедрения системы автоматизированного производства. Кроме того, определяются вспомогательные показатели с учетом особенностей производства: такт (ритм) потока, часовая производительность, производственная мощность, численность обслуживающего персонала, трудоемкость обработки, выработка на одного работающего, продолжительность производственного цикла, величина незавершенного производства, занимаемая производственная площадь, съем продукции с 1 м2 производственной площади, коэффициент сменности и другие показатели. При расчете величины годового экономического эффекта должно быть соблюдено условие сопоставимости неавтоматизированного и автоматизированного производств. Схема приведения вариантов в сопоставимый вид представлена на рис. 9.4. 158 Базовый вариант: существующая производственная система Текущие затраты C1 C2 Проектируемый вариант: автоматизированная производственная система Капитальные вложения K1 K 2 Какие дополнительные текущие затраты и капитальные вложения необходимо иметь, чтобы увеличить объём производства и технический уровень выпускаемой продукции при существующей производственной системе до уровня автоматизированной Снижение трудоемкости управления Высвобождение оборотных средств Снижение трудоемкости продукции Капиталовложения на средства автоматизации Снижение материалоемкости Эксплуатационные затраты на автоматизацию Текущие затраты Приведенные затраты для базового варианта Сравнение Капитальные вложения Приведенные затраты для проектируемого варианта Выводы Рис. 9.4. Схема приведения вариантов к тождественному эффекту Сопоставимость означает, что сравниваемые варианты; рассчитаны на годовой выпуск равного количества одинаков вой по технической характеристике продукции. При этом из всех расчетов должно быть исключено влияние стоимостных факторов. Это означает, что цены на сырье, материалы, электроэнергию и другие элементы себестоимости во всех вариантах должны приниматься одинаковыми. Только при таком условии можно проводить технико-экономическое сопоставление вариантов. 159 Текущие затраты по базовому (существующему) варианту с учетом приведения к тождественному эффекту по объему продукции и качеству ( С1 ) определяются по формуле С1  С1 ( N1, 1)  С1  С2 (9.26) где С1 ( N1, 1 ) - текущие затраты на годовой объем выпуска продукции до внедрения средств автоматизации производства, руб./год; С1 - дополнительные текущие затраты, которые были бы необходимы для выпуска дополнительного объема продукции ( N ), на который увеличится объем выпускаемой продукции в условиях автоматизированного производства, руб./год; С2 - дополнительные текущие затраты, которые были бы необходимы для повышения качества выпускаемой продукции до уровня ( 1 ), достигаемого в условиях автоматизированного производства. Капитальные вложения по базовому (фактическому) варианту с учетом приведения к тождественному эффекту ( К1 ) определяются по формуле К1  К к ( N1, 1)  К1  К 2 (9.27) где К к ( N1, 1) - капиталовложения в производственную систему базового варианта до внедрения средств автоматизации, руб.; К1 - дополнительные капитальные вложения, необходимых для выпуска дополнительного объема продукции, на который увеличится объем продукции в условиях автоматизированного производства, руб.; К 2 - дополнительные капиталовложения, необходимые для того, чтобы повысить качество выпускаемой продукции до уровня, достигаемого в условиях автоматизированного производства, руб. Текущие затраты по проектируемому варианту ( С2 ) рассчитываются по формуле С2  С2 ( N 2 , 2 )  Сэкс (9.28) где С2 ( N 2 , 2 ) - текущие затраты на годовой объем выпуска продукции повышенного качества после внедрения средств автоматизации производства, руб./год; С экс - текущие затраты на содержание и эксплуатацию средств автоматизации производства, руб./год. Капитальные вложения по проектируемому варианту {К^} определяются по формуле К 2  К 2 ( N 2 , 2 )  К авт  Оос (9.29) где К 2  К 2 ( N 2 , 2 ) капиталовложения в производственную систему по проектируемому варианту после внедрения средств автоматизации, руб.; 160 К авт - капитальные затраты, необходимые для реализации мероприятий по внедрению средств автоматизации, руб.; Оос - оборотные средства, высвобождаемые в результате автоматизации производства. Преобразовав формулу (9.25), получим новую формулу для расчета величины годового экономического эффекта Э  [С1( N1, 1)  С1  С2  С2 ( N 2 , 2 )  Cэкс ]  (9.30)  Eн  [ К 2 ( N 2 , 2 )  К авт  Оос  К1 ( N1, 1)  К1  К 2 Размер дополнительных текущих затрат ( С1 ) определяется по формуле m С1   S j  N j j 1 (9.31) где S j - удельная себестоимость продукции j-го наименования, руб.; N j - дополнительный объем продукции j-го наименования, который может быть выпущен в условиях автоматизации производства, шт./год; т - число наименований продукции, выпускаемой производственной системой. Размер дополнительных текущих затрат ( C2 ) рассчитывается по формуле m C2   S j   j j 1 (9.32) где S j - затраты на повышение качества единицы научно-технического уровня продукции j-го наименования, которые были бы необходимы в базовом варианте для доведения уровня качества до его значения в условиях автоматизированного производства;  j - приращение научно-технического уровня продукции у-го наименования по сравнению с тем, которое будет иметь место в условиях автоматизированного производства, ед. Текущие затраты на содержание и эксплуатацию средств автоматизации определяются по формуле Сэкс  З1  З2  З3  З4  З5  З6 (9.33) где З1 - затраты на техническое обслуживание средств автоматизации (прямая и дополнительная заработная плата персонала, обслуживающего средства автоматизации с начислением налогов), руб./год; З2 - амортизационные отчисления от стоимости средств автоматизации, руб./год; З3 - затраты на электроэнергию, потребляемую техническими 161 средствами, руб./год; З4 - затраты на выполнение профилактических и текущих ремонтов, руб./год; З5 - затраты на вспомогательные материалы и другие технические средства, необходимые для нормального функционирования средств автоматизации, руб./год; З6 - прочие затраты на эксплуатацию средств автоматизации (затраты на содержание помещения, освещение, вентиляцию и др.), руб./год. n n i 1 i 1 З1  (  Ч1i  Ф1i   Ч 2i  Сj  Fэфi  К прем )  (1  Н д.з.н ) (9.34) где Ч 1i - численность инженерно-технических работников (ИТР) i-й категории, обслуживающих технические средства автоматизации; Ф1i - годовой фонд заработной платы ИТР i-й категории, руб./чел.- год; Ч 2i - численность рабочих i-го разряда, обслуживающих технические средства; Сj - часовая тарифная ставка рабочего i-го разряда, руб./чел.-ч; Fэфi - годовой эффективный фонд времени рабочего i-го разряда, ч/год; К прем - коэффициент, учитывающий премии по премиальным системам; Н д.з.н - коэффициент, учитывающий размер дополнительной заработной платы и отчисления в фонд социальной защиты и другие налоги; п - число категорий инженерно-технических работников и разрядов рабочих. Амортизационные отчисления определяются по формуле с З2   К т.сj  q j  Н aj (9.35) j 1 где К т.сj - балансовая стоимость технического средства автоматизации j-го вида; q j - число технических средств j-го вида, используемых в автоматизированной производственной системе; Н aj - годовая норма амортизационных отчислений для технических средств автоматизации j-го вида, %; с - число видов технических средств в производственной системе (j=1,2,....с). Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле, З3  W y  Fэф  Ц э  К см  К эв  К эм  К з.т  i  (9.3) 162 где W y - установленная мощность комплекса технических средств автоматизации, кВт; Fэф - годовой эффективный фонд времени работы технических средств в одну смену, ч; Ц э - тариф за 1 кВт • ч электроэнергии, руб.; К эв - коэффициент, учитывающий использование энергии по времени; К см - число рабочих смен в сутки; К эм - коэффициент, учитывающий использование энергии по мощности; К з.т - коэффициент загрузки технических средств автоматизации; i - коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети;  - КПД технических средств автоматизации производства. Затраты на текущий ремонт и профилактику определяются по формуле d З4   N pi  Ц pi i 1 (9.37) где N pi - число ремонтов технических средств i-го вида в год; Ц pi - средняя стоимость одного ремонта технических средств i-го вида, руб.; d - число видов ремонтов. Затраты на вспомогательные материалы и оборудование рассчитываются по формуле с З5   К в.оi  Р pi  Кин  К в. м i 1 (9.38) где К в.оi - стоимость единицы вспомогательного оборудования 1-го вида, руб./ед.; Р pi - расход вспомогательного оборудования i-гo вида, ед./год; с - число видов вспомогательного оборудования, обеспечивающих функционирование автоматизированного производства; К ин - стоимость хозяйственного инвентаря, необходимого для обслуживания технических средств автоматизированного производства, руб./год; К в. м - стоимость вспомогательных материалов (магнитные ленты, бумага для печатающих устройств и т. д.), обеспечивающих функционирование автоматизированного производства, руб./год. Прочие затраты (36) слагаются из затрат на содержание производственнобытовых площадей, освещение и отопление помещений, а также из других расходов. Капиталовложения на реализацию мероприятий по внедрению средств автоматизации производства на конкретном предприятии определяются по 163 формуле К авт  К тз  К оп  Ки.о.  К мс  К пт (9.39) где К тз - затраты на обследование предприятия для разработки технического задания (ТЗ) на внедрение автоматизации производства, руб.; К оп - затраты на разработку оргпроекта совершенствования управления предприятием в условиях автоматизированного производства, руб.; К и.о. - затраты на разработку информационного обеспечения процесса производства и управления в условиях автоматизированного производства, руб.; К мс - затраты на разработку системы материального стимулирования, действующей в условиях автоматизированного производства, руб.; К пт - затраты на привязку средств автоматизации (типовых модулей ГПС) к условиям конкретного производства, руб. Слагаемые, входящие в выражение (9.39), рассчитываются по формулам: n К т.з.   Ч1i  Ф1i  (1  Н д.з.н. )  Т1 (9.40) i 1 где Ч 1i - численность инженерно-технических работников i-й категории, занятых разработкой ТЗ; Ф1i - годовой фонд заработной платы ИТР i-й категории, занятых разработкой ТЗ, руб./чел.; Т1 - продолжительность разработки ТЗ, лет; n К оп   Ч 2i  Ф2i  Т 2 (1  Н д.з.н. ) (9.41) i 1 где Ч 1i - численность ИТР i-и категории, занятых разработкой оргпроекта на автоматизацию производства; Ф2i - годовой фонд заработной платы ИТР f'-й категории, занятых разработкой оргпроекта, руб./чел.; T2 - продолжительность разработки оргпроекта, лет; n Ки.о.   Ч 3i  Ф3i  Т 3 (1  Н д.з.н. ) i 1 (9.42) где Ч 3i - численность ИТР i-и категории, занятых разработкой информационного обеспечения; Ф3i - годовой фонд заработной платы ИТР i-и категории, занятых разработкой информационного обеспечения, руб./чел.; T3 - продолжительность разработки информационного обеспечения, лет; 164 n K м.с.   Ч 4i  Ф4i  Т 4 (1  Н д.з.н. ) i 1 (9.43) где Ч 4i - численность ИТР i-и категории, занятых разработкой системы материального стимулирования; Ф4i - годовой фонд заработной платы ИТР i-й категории, занятых разработкой системы материального стимулирования, руб./чел.; T4 - продолжительность разработки системы материального стимулирования, лет; К пт  К пр  К вк  К м.пн (9.44) где К пр - затраты на выбор наилучших типовых проектных решений, руб.; руб.; К вк - стоимость выбранной конфигурации автоматизированной системы, К м.пн - затраты на транспортировку, монтаж и пусконаладочные работы (принимаются в размере 10-15% балансовой стоимости технических средств), руб. Слагаемые, входящие в сумму (9.44), рассчитываются по формулам: n K пр   Ч 5i  Ф5i  Т 5i  (1  Н д.з.н. ) i 1 (9.45) где Ч 5i - число работников i-й категории, занятых выбором типовых проектных решений; Ф5i - годовой фонд заработной платы ИТР 1-й категории, занятых выбором оптимального проектного решения, руб./чел.; Т 5i - продолжительность разработки и выбора оптимального проектного решения, лет; n K в.к.   K тсj  q j  K 6 , j 1 (9.46) где K тсj - стоимость единицы технических средств автоматизации j-го вида, руб.; q j - число технических средств j-го вида, используемых в автоматизированной производственной системе; K 6 - стоимость программного обеспечения, руб. Дополнительные капитальные затраты, которые были бы необходимы для выпуска дополнительного объемам продукции по базовому варианту, определяются по формуле 165 T K1   N j  K j , j 1 (9.47) где N j - дополнительный объем продукции j-го наименования, который может выпускаться в условиях автоматизации производства по сравнению с базовым вариантом, ед.; K j - средний объем капиталовложений на единицу продукции j-го наименования, который был бы необходим для организации производства в базовом варианте, руб./ед.; Величина K j , рассчитывается по формуле (9.48) K j  ( K офj  Oocj ) / N j , где K офj - стоимость основных производственных фондов, которые необходимо ввести в действие для выпуска дополнительного объема продукции ( N j ), руб.; Oocj - оборотные средства, необходимые для увеличения выпуска продукции на N j , руб. Дополнительные капитальные затраты, которые были бы необходимы для повышения качества выпускаемой продукции по базовому варианту до уровня, достигаемого в условиях автоматизированного производства, определяются по формуле m K 2   K j   j , j 1 (9.49) где K j - капитальные затраты на повышение качества продукции на единицу научно-технического уровня продукции j-го вида, которые были бы необходимы в базовом варианте для доведения уровня качества до его значения в условиях автоматизированного производства, руб./год. Количество высвобожденных оборотных средств в результате сокращения технологического цикла при функционировании средств автоматизации определяется по формуле Ooc  Ooc1  Ooc 2 , (9.50) где Ooc1 и Ooc 2 - оборотные средства в материальных запасах соответственно до внедрения мероприятий по автоматизации производства и после внедрения, руб. Капиталовложения в производственную систему по базовому и по проектируемому вариантам включают: затраты на технологическое и энергетическое оборудование, дорогостоящий инструмент и оснастку, а также транспортные средства-затраты на доставку, монтаж и пусконаладочные работы оборудования; затраты на производственную площадь занимаемую технологическим и энергетическим оборудованием; затраты на предотвращение загрязнения окружающей среды и на создание нормальных 166 условий труда для работающих. Кроме того, в проектируемый вариант включаются убытки от списания недоамортизированной базовой техники Глава 10. ОРГАНИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ 10.1. Значение, задачи и структура инструментального хозяйства Значение инструментального хозяйства предприятия определяется тем, что его организация существенно влияет на эффективность основного производства. Затраты на технологическую оснастку в массовом производстве достигают 25-30% стоимости оборудования, в крупносерийном -10-15%, в мелкосерийном и единичном - около 5%. Доля затрат на оснастку в себестоимости продукции составляет соответственно (в %): 1,5-4, 4-6, 6-8 и 815 и выше. Величина оборотных средств, вложенных в инструменты (оснащение), колеблется от 15 до 40% общей суммы оборотных средств завода. От правильной организации инструментального хозяйства в значительной степени зависят успех работы всего предприятия, качество продукции, ритмичность работы и рентабельность. Основные задачи инструментального хозяйства: своевременное и бесперебойное обеспечение цехов и рабочих мест основного производства качественной технологической оснасткой и инструментом (оснащением); повышение качества оснащения и организация рациональной его эксплуатации; снижение затрат на изготовление, приобретение, хранение и эксплуатацию оснащения; организация заточки и восстановления инструмента, ремонта оснастки и мерительного инструмента. Для решения всех этих задач на предприятии создается инструментальное хозяйство. Его состав определяется характером и типом основного производства и размерами предприятия. В инструментальное хозяйство крупного и среднего предприятия входят отдел инструментального хозяйства (ИО), инструментальный цех, центральный инструментальный склад (ЦИС), цеховые инструментально-раздаточные кладовые (ИРК), участки сборки приспособлений (УСП), участок централизованной заточки режущего инструмента (ЦЗИ), участок ремонта оснастки, участок восстановления (ВС) инструмента, кладовая неликвидов. Отдел инструментального хозяйства возглавляет начальник, подчиненный непосредственно главному инженеру завода. На небольших заводах организуется общезаводское бюро инструментального хозяйства 167 (БИХ), подчиненное непосредственно главному инженеру либо главному технологу завода. В составе этого отдела, как правило, создаются следующие функциональные подразделения: планово-диспетчерское бюро, бюро технического надзора, бюро нормативов, бюро покупного инструмента, конструкторско-технологическое бюро (прогрессивной технологии). Планово-диспетчерское бюро определяет потребность предприятия в различных видах инструмента и оснастки, составляет планы его производства и закупки, ведет учет и контроль их выполнения, устанавливает лимиты отпуска инструмента цехам, а также осуществляет контроль за их соблюдением. Бюро технического надзора осуществляет контроль за хранением и эксплуатацией инструмента, проверяет нормы стойкости и износа инструмента, участвует в разработке мероприятий по совершенствованию организации инструментального хозяйства. Инспектора технадзора выполняют также контроль за заточкой и восстановлением инструмента, ремонтом оснастки; выявляют причины поломок, проверяют условия эксплуатации инструмента, а также весь сломанный инструмент перед сдачей в утиль. Бюро нормативов проводит работу по классификации и индексации инструмента, устанавливает нормы расхода и оборотный фонд по предприятию в целом и по цехам, контролирует их соблюдение, разрабатывает инструкции и правила эксплуатации инструмента и оснастки. Бюро покупного инструмента организует покупку инструмента в соответствии с планом, разработанным планово-диспетчерским бюро. Конструкторско-технологическое бюро осуществляет проектирование технологической оснастки и разработку технологий по ее изготовлению. Инструментальный цех является основной материальной базой инструментального хозяйства. Учитывая быстрое изменение ассортимента выпускаемой продукции, а также большую долю специального инструмента, значительная часть потребности в инструменте на предприятиях радиоэлектронного приборостроения покрывается за счет собственного изготовления в инструментальных цехах. Центральный инструментальный склад является основным хранилищем заводских запасов оснащения. На этом складе производят приемку и хранение всех видов оснащения, поступающего из инструментального цеха и со стороны, выдачу инструмента цехам инструментально-раздаточных кладовых, а также учет поступления, наличия и выдачи. Цеховые инструментально-раздаточные кладовые организуются в основных цехах завода. Основной их задачей является систематическое обеспечение рабочих мест необходимым инструментом и его хранение. В кладовых осуществляют также наблюдение за запасами и их возобновлением; комплектование инструмента перед подачей на рабочие места; передачу инструмента на проверку, переточку, восстановление и ремонт; учет расхода и движения инструмента по цеху. Организация централизованной заточки инструмента значительно 168 повышает его качество. Это связано с тем, что заточное отделение оснащается соответствующими заточными и доводочными станками, технологическими процессами и инструктивно-технологическими картами. Организация восстановления позволяет покрывать потребность в режущем инструменте на 20-25%. Ремонту подвергаются, как правило, дорогостоящий мерительный инструмент и технологическая оснастка. Ремонт должен быть плановопредупредительным. 10.2. Классификация и индексация оснащения Предпосылками рациональной организации инструментального хозяйства являются классификация и индексация инструмента и технологической оснастки, которые позволяют все многообразие оснащения свести к единой системе группировки по одному главному или нескольким основным признакам. В результате этого преодолеваются трудности, связанные с организацией учета, хранения и выдачи оснащения, а также с организацией производства и приобретения его в нужных количествах. Под классификацией понимается распределение всего многообразия оснащения, применяемого на предприятии, на определенные группы по наиболее характерным признакам. В настоящее время наиболее распространенной является классификация оснащения по следующим трем признакам: а) характеру использования; б) месту в производственном процессе; в)назначению. По характеру использования различают: • оснащение общего пользования, параметры которого определены ГОСТом - стандартный инструмент и оснастка-оснащение, применяемое для выполнения определенных групп операций на ряде предприятий определенной отрасли или подотрасли - стандартизированный инструмент и оснастка; • оснащение, используемое для выполнения определенной операции при обработке определенной детали - специальный инструмент и спецоснастка. По месту применения в производственном процессе различают: • инструмент первого порядка, используемый для изготовления основной продукции предприятия (в основном производстве); • инструмент второго порядка, используемый для изготовления инструмента первого порядка. По назначению все оснащение на предприятии обычно подразделяется на следующие классы: 1) режущий инструмент 2) абразивный инструмент; 3) измерительный инструмент 4) слесарно-монтажный инструмент; 5) кузнечный инструмент 6) вспомогательный инструмент; 7) штампы; 8) приспособления; 9) 169 модели, кокили, пресс-формы; 10) разный инструмент (десятичная система классификации, имеющая от пяти до семи ступеней). Каждый класс включает несколько подклассов, образованных по признаку основных разновидностей оснащения внутри класса, например режущий инструмент объединяет резцы долбяки, сверла, фрезы и т. д. Подклассы делятся на группы, определяющие характер оснащения и его использование, например фрезы цилиндрические, торцовые, дисковые, фасонные, модельные, резьбовые и др. Группа содержит подгруппы, характеризующие непосредственное технологическое назначение инструмента, например токарные резцы: обдирочные, чистовые, подрезные, отрезные, фасонные, резьбовые и др. Подгруппы разделяются на секции по конструкции оснащения, например резцы токарные чистовые: прямые, отогнутые, изогнутые, дисковые, чашечные и др. Секции подразделяются на подсекции, а подсекции - на виды и каждому из них присваивается индекс. При десятичной системе индексации индекс представляет собой ряд цифр, расположенных в порядке классификационных признаков: первая цифра в индексе обозначает класс, вторая - подкласс и т. д. (табл. 10.1). Класс Таблица 10.1 Пример индексации резцов по десятичной системе Подкласс Группа Подгруппа Вид(секция) № Наименование № Наименование № Наименование № Наименование № Наименование п/п п/п п/п п/п п/п 1 2 Режущий инструмент 1 2 3 Резцы Долбяки Сверла 1 2 Токарные Строгальные 1 2 Обдирочные Чистовые 1 2 Прямые, правые Прямые левые 4 Фрезы 3 Долбежные 3 Отрезные 3 Отогнутые и т.д. 4 Автоматные 4 5 Подрезные Фасонные 4 5 Зуборезные 6 Галтельные правые Отогнутые левые 6 Расточные 7 Прорезные 5 Лопаточные 7 Револьверные 8 Фасочные 8 9 ……………… 9 ………………. 0 Прочие Резьбовые Прочие 6 7 8 9 Изогнутые Тангенциальные Дисковые Чашечные Прочие Абразивный 5 инструмент и 6 т.д. 7 8 9 170 Из таблицы видно, что, например, индекс автоматного фасонного дискового резца из быстрорежущей стали диаметром, 40 мм имеет вид 11458 . 1  Ø40 Индексация по этой системе обеспечивает полную характеристику классифицируемого инструмента. Такая система позволяет применять автоматизированный учет. i 10.3. Планирование потребности предприятия в различных видах оснащения Для определения потребности предприятия в оснащении на какой-либо период времени необходимо установить: 1) номенклатуру (каталог) потребляемого оснащения; 2) расход оснащения по каждому наименованию (типоразмеру); 3) оборотный фонд оснащения (запасы) в целом по предприятию и по цехам. Номенклатура универсального инструмента (оснастки) в серийном и массовом производствах устанавливается по картам применяемости (операционно-технологическим картам), а в единичном и мелкосерийном производствах - по картам типового оснащения рабочих мест инструментом (на основе опытно-статических данных). Номенклатура специального инструмента (оснастки) определяется по картам технологических процессов. Потребность в инструменте (оснастке) на плановый период времени ( K ин ) складывается из расхода ( K р.ин ) и разницы между необходимым оборотным фондом ( K о ) и фактической величиной его на начало планового периода ( K о.ф ): K ин  K р.ин  K о  K оф . (10.1) Для определения потребности в оснащении применяют три метода расчета: статистический, по нормам оснастки и по нормам расхода (расчетный). Статистический метод расчета. По отчетным данным за прошлый период (год) определяется фактический расход инструмента, приходящегося на 100 тыс. руб. валовой продукции завода, или на 1000 ч работы оборудования той же группы, на которой использовался соответствующий инструмент. Расход инструмента на 100 тыс. руб. валовой продукции может быть 171 определен суммарно в денежном выражении по данным бухгалтерского учета. При умножении этого расхода на объем валовой продукции в плановом периоде получим расход инструмента на этот период. Расход инструмента в натуральном выражении по каждому виду (типоразмеру) определяется делением расхода в денежном выражении на себестоимость или цену инструмента данного вида. При использовании статистического метода определения потребности в инструменте на плановый период допускаются существенные погрешности, поэтому он применяется лишь в единичном и мелкосерийном производствах и для расчета инструмента, по которому трудно установить срок службы (слесарно-сборочный, в некоторых случаях мерительный). Метод расчета по нормам оснастки. Под нормой оснастки понимают число инструментов, которые одновременно должны находиться на соответствующем рабочем месте в течение всего планового периода. При этом расход инструмента ( K р )определяется по формуле Fэф с Kр   nн.i , Tизн i 1 (10.2) где Fэф - эффективный фонд времени работы оборудования в плановом периоде, ч; Tизн - срок службы инструмента данного вида до полного износа, ч; nнi - число инструментов, которые должны одновременно находиться на i м рабочем месте (станке); с - число рабочих мест, использующих одновременно данный инструмент. Этим методом в основном рассчитывают расход инструмента долговременного пользования (универсальный режущий, мерительный, кузнечный, литейный и др.), который выдается рабочему по инструментальной книжке и находится у него до полного износа, а также применяется во вспомогательном производстве (РМЦ). Метод расчета по нормам расхода. Норма расхода - это число инструментов данного типоразмера, расходуемых при обработке одной детали или одного изделия. Для удобства расчета норму расхода инструмента часто определяют на 100 или 1000 деталей. Расчет ведется по формуле H рi  1000  tм , 60  Tизн (1  R) (10.3) где tм - машинное время на одну деталеоперацию, мин. Тогда расход инструмента определяется по формуле 172 Kр  где Nj N j  H рj nр , (10.4) - число деталей j-го наименования, обрабатываемых данным инструментом, за плановый период, шт.; H рj - норма расхода инструмента на расчетную единицу j-го наименования, шт.; nр - число деталей, принятое за расчетную единицу. В массовом и серийном производствах расход режущего и абразивного инструмента ( K р' ) рассчитывается по формуле K р'  N j  tм  nн (10.5) , 60  Tизн (1  k ) где k - коэффициент, учитывающий преждевременный износ инструмента (k=0,1). Машинное время работы инструмента до полного износа определяется по формуле L  Tизн    1  tст , (10.6)  I где L - величина допустимого стачивания рабочей части инструмента при заточках, мм; I - средний слой металла снимаемого при каждой переточке, мм; tст - стойкость инструмента (машинное время работы инструмента между переточками). В единичном и мелкосерийном производствах расход инструмента может быть определен по формуле K р''  Fэф  K м.в  K уч 60  Tизн (1  k ) , (10.7) где K р" - коэффициент машинного времени; K уч - коэффициент участия данного инструмента в обработке деталей. Потребность в мерительном инструменте рассчитывается по формуле (методом нормы износа): 173 Km  N  a в  nвк , nпр.и (1  k ) 100 (10.8) где a в - число промеров на одну деталь; nвк - доля охвата деталей проверкой, %; nпр.и - число измерений, выдерживаемых данным инструментом до полного износа (норма износа). Для калибров и скоб норма износа определяется по формуле nпр.и  V   д  В   р , (10.9) где V - коэффициент допустимого средневероятного износа мерителя (V=0,7);  д - величина допустимого износа мерителя, устанавливаемого по ГОСТу, мкм; В - норма стойкости мерителя (число измерений на 1 мкм износа мерителя);  р - допустимое число ремонтов мерителя до полного износа (  р  2  3 ). Число потребных матриц штампа рассчитывается по формуле K ш  N / nш , (10.10) где nш - норма износа матрицы штампа, определяемая по формуле L  (10.11) nш    1  u  K ш ,  I где L - величина допустимого стачивания матрицы, мм; и - число ударов между двумя переточками; K ш - коэффициент, учитывающий снижение стойкости после переточки. Размер цехового оборотного фонда (эксплуатационного фонда) инструмента ( Z ц ) определяется по формуле Z ц  Z р.м  Z р.з  Z к , (10.12) где Z р.м - число единиц инструмента, находящегося на рабочих местах; Z р.з - число единиц инструмента, находящегося в заточке и восстановлении; Z к - число единиц инструмента, находящегося в инструментально174 раздаточных кладовых, расходный и страховой запас, шт. Количество инструментов на рабочих местах при его периодической подаче рассчитывается по формуле T (10.13) Z р.м  м  Cпр  nн  Спр  (1  K з ), Tc где Tм - периодичность подачи режущего инструмента (и др.) к рабочим местам, ч; Tс - периодичность смены инструмента на рабочем месте, ч; nн - количество инструментов, одновременно применяемых на одном рабочем месте; K з - коэффициент резервного запаса инструмента на каждом рабочем месте ( К з  1 , на многорезцовых K з  2  4 ). Периодичность смены инструмента определяется по формуле t (10.14) Tc  шт  tст , tм где tшт - штучное время на операцию, мин; tм - машинное время на деталеоперацию, мин. Количество инструментов, находящихся в заточке, рассчитывается по формуле T (10.15) Z р.з  з  Спр  nн , Tм где Tз - время от поступления инструмента с рабочего места в инструментально-раздаточную кладовую до возвращения его из заточки (для простого инструмента Т, = 8 ч, для сложного Т, = 16 ч). Количество инструментов, находящихся в запасе в ИРК, определяется по формуле Z k  Qр  tн (1  K з ), где Qр - среднесуточный расход инструмента за период между (10.16) очередными его поступлениями из ЦИС, шт. ( Qр = K p : 360); t н - периодичность поставки инструмента из ЦИС в ИРК цеха (как правило, поставки производятся 2 раза в месяц, следовательно, t н = 15 дней); K з - коэффициент резервного (страхового) запаса инструмента в ИРК 175 (принимаем K з  0,1 ). После определения оборотных фондов инструмента в основных и вспомогательных цехах завода рассчитывается оборотный фонд инструмента к по заводу в целом ( Z об.з ). Который включает оборотный фонд (  Z ц.i ) цехов и i 1 запас инструмента в ЦИС ( Zцис ): к Z об.з   Z ц.i  Z цис. i 1 (10.17) Общий запас инструмента в ЦИС и ИРК складывается из переходящего (расходного текущего) запаса ( Z р ) и резервного (страхового) запаса ( Z min ). Минимальный общезаводской оборотный фонд инструмента ( Z об.з.min ) равен сумме запасов инструмента на рабочих местах (  Z р.м ) в заточке и ремонте (  Z р.з ) плюс резервный (страховой) запас в ИРК всех цехов ( Z цис.min ) и ЦИСе ( Zцис.min ) Z об.з.min   Z р.м   Z р.з   Z k. min   Z цис.min . (10.18) Максимальный оборотный фонд равен минимальному общезаводскому оборотному фонду плюс размер партии поставки инструмента в ЦИС, т. е. Z об.з.max  Z об.з.min  Z р.пост . (10.19) Средняя величина общезаводского оборотного фонда равна половине суммы максимального и минимального фондов: Z  Zоб.з.max (10.20) Zср.об.з  об.з.min . 2 Средняя величина общезаводского фонда инструментов по месту их нахождения распределяется следующим образом (в %):  Z р.м  5,  Z р.з  10,  Z k  15 и  Z цис  70. 10.4. Организация работы центрального инструментального склада и инструментально-раздаточных кладовых Основными функциями ЦИС являются приемка, хранение, учет, выдача инструмента и приспособлений цехам, а также планирование и регулирование 176 запаса инструмента в ЦИС. Приемка инструмента. В ЦИС поступает весь инструмент, изготовленный в инструментальном цехе, закупленный на стороне, а также восстановленный в мастерских по восстановлению и отремонтированный в мастерских по ремонту инструмента и оснастки. Инструмент, поступающий со стороны, принимается по сопроводительным документам (счетам-фактурам, накладным); при приемке число его проверяется работниками ЦИС, а качество - контрольным пунктом в ЦИС. Инструмент, поступающий в ЦИС из инструментального цеха и мастерских по ремонту и восстановлению, принимается по накладным без контроля качества. Приемка поломанного и изношенного инструмента осуществляется ЦИС. После соответствующей проверки часть инструмента направляется в мастерские по ремонту и восстановлению, а часть - на склад вторичных материалов (неликвиды). Хранение инструмента. В каждом отделении ЦИС хранится оснащение определенного класса (режущий, абразивный, измерительный и т. д.) на стеллажах и в шкафах соответствующей конструкции. Инструмент раскладывается по стеллажам в следующем порядке: нормализованный инструмент - по индексам в порядке возрастания; специальный -по номерам изделий, деталей и операций, для которых предназначен; мерительный инструмент раскладывается по классам точности и посадкам. В одной ячейке стеллажа хранится инструмент одного типоразмера. Места хранения инструмента нумеруются. Учет инструмента. На каждый типоразмер инструмента, хранимый в ЦИС, заводится учетная карточка, в которой указываются наименование, размер или профиль, индекс, установленная норма запаса по системе максимум-минимум и движение инструмента (приход, расход, остаток), а также стеллаж, полка, ячейка, где располагается инструмент данного типоразмера. Учет прихода ведется на основании документов, поступающих вместе с партией инструмента, а учет расхода - по документам выдачи инструмента в цеховые ИРК. Выдача инструмента цехам производится в пределах установленного для каждого цеха лимита. Новый (восстановленный или отремонтированный) инструмент выдается цехам в обмен на отработанный (изношенный или поломанный) только через цеховые ИРК по их требованиям. Планирование и регулирование запаса инструмента • ЦИС. Для поддержания запаса инструмента в ЦИС не ниже минимально допустимого применяются две системы планирования пополнения запасов: "на заказ" и "на склад". Система "на заказ" состоит в том, что в соответствии с выявленной потребностью в данном инструменте заранее дается заказ на его изготовление или приобретение. Так, если по плану предусмотрен выпуск продукции во втором квартале, то необходимое оснащение необходимо заказать в первом 177 квартале с необходимым опережением и в нужном количестве. Однако, как показывает практика, расчет потребности в инструменте, сделанный по системе "на заказ", не всегда соответствует действительной потребности, и, как правило, по одним типоразмерам образуется дефицит, а по другим ЦИС затоваривается. Такая система планирования, как правило, применяется для инструмента, который требуется в небольших количествах и используется однократно. Потребность предприятия в инструменте покрывается на 25-30 % за счет восстановления и ремонта (рис, 10.1). Система "на склад" предусматривает установление максимальной и минимальной величины запаса инструмента на центральном инструментальном складе и расчет нормы запаса, соответствующей точке заказа. Эта система планирования запаса на складе получила название системы "максимумминимум" (рис. 10.2). Минимальная норма запаса ( Z min ) - это страховой запас инструмента, который создается исходя из практических данных в зависимости от расхода инструмента ( U р ) на случай задержки исполнения заказа на изготовление или покупку инструмента или перерасхода его цехами: Z min  Z стр . 178 Инструменталь ный цех завода Базы снабжения инструментом Склад вторичных материалов ЦИС (текущий и страховой запас) Мастерские восстановления инструмента Мастерские ремонта инструмента ИРК цехов Рабочие места Мастерские централизованной заточки Новый инструмент Затупленный Восстановленный Заточенный Отремонтированный Изношенный Новый, годный или отремонтированный Лом инструментальный Рис. 10.1. Схема оборота инструмента на предприятии Максимальная норма запаса ( Z max ) служит для предупреждения создания излишне больших запасов инструмента на складе и достигается в момент поступления заказа: Z max  Z min  Tц  Qр , (10.21) 179 Tц Z max Zр Точка максимума Z т.з Точка заказа Точка минимума Z min Время Tо Рис. 10.2. График изменения запаса инструмента по системе "максимум-минимум" где Qр - среднедневной расход инструмента за период между поставками, шт. Гц - время между двумя поступлениями партий инструмента на , склад, дней. Максимальный переходящий (текущий) запас (Zp) равен ] размеру партии: Z р  Tц  Qр или Z р  Z max  Z min . (10.22) Величина Z р изменяется от максимального запаса в начале периода между поставками до нуля в конце периода. Норма запаса, соответствующая точке заказа ( Z т.з ), при которой выдается заказ на изготовление или приобретение очередной партии инструмента, определяется по формуле Z т.з  Z min  Tо  Qр , (10.23) где Tо - период между моментами выдачи заказа и поступления партии инструмента на ЦИС, дней. При снижении текущего запаса на складе до точки заказа подается заявка в инструментальный отдел для оформления заказа на изготовление или приобретение очередной партии инструмента. Основными функциями цеховых инструментально-раздаточных кладовых являются: получение инструмента из ЦИС, его хранение, учет, выдача на рабочие места и приемка с рабочих мест, отправка в мастерскую 180 централизованной заточки и в ЦИС для ремонта и восстановления, списание изношенного инструмента для отправки его в утиль, планирование и регулирование запаса оснастки в ИРК. Получение инструмента в ЦИС производится в соответствии с установленным цехам лимитом и в общем на отработанный инструмент. Хранение инструмента в ИРК организовано аналогично его хранению в ЦИС. Инструмент, для которого требуется заточка, ремонт или проверка, хранится в ИРК отдельно от годного к употреблению (в специальном отделении). Учет инструмента в ИРК ведется так же, как в ЦИС, по картам учета. Инструмент оприходуется на основании требований, накладных или лимитных карт. В расход он списывается на основании актов убыли (износа, поломки, утери) инструмента, в которых указываются причины и виновники выхода инструмента из строя. По этим актам инструмент передается в ЦИС. Выдача инструмента на рабочие места производится по различным системам. Инструмент долговременного пользования и дорогостоящий выдается рабочим по разрешению мастера участка и записывается в инструментальную книжку, которую рабочий получает при поступлении в цех (второй экземпляр книжки хранится в ИРК). Выдача инструмента кратковременного пользования производится по одно - и двухмарочной системам, а также по системе письменных требований. При одномарочной системе рабочему выдается несколько (пять) марок с его табельным номером и производится запись в инструментальной книжке. При получении инструмента рабочий сдает марку в ИРК, а взамен получает инструмент. Его марку кладут в ту ячейку, из которой был взят инструмент, или вешают на доску с табельными номерами рабочих. По двухмарочной системе вводятся инструментальные марки с индексом инструмента, которые хранятся вместе с инструментом. После выдачи последнего марку рабочего кладут в ячейку, из которой берут инструмент, а марку с индексов инструмента вывешивают на контрольной доске с табельный номером рабочего, получающего инструмент. Двухмарочная система в любой момент позволяет установить, какой инструмент числится за тем или иным рабочим. Система письменных требований заключается в том, что у рабочего имеется книжка с отрывными бланками-требованиями. В них он записывает нужный ему инструмент и передает в ИРК. После выдачи инструмента требование кладут в картотеку с табельными номерами рабочих. После того как рабочий возвращает инструмент, он получает требование обратно. Система обеспечения рабочих мест может быть активной и пассивной. При активной системе инструмент подается и возвращается в ИРК вспомогательными рабочими, а при пассивной - основные производственные рабочие получают и сдают инструмент в ИРК. Планирование и регулирование запаса инструмента в ИРК осуществляются по системе "максимум-минимум". 181 10.5. Организация заточки, ремонта и восстановления инструмента Организация заточки инструмента. Заточка режущего инструмента может производиться либо непосредственно основными рабочими, либо рабочимизаточниками в централизованном порядке. При централизованной заточке инструмента сокращаются время и затраты на заточку и повышается ее качество за счет лучшей специализации рабочих мест на заточном участке, приобретения навыков рабочимизаточниками, применения специального оборудования, технологии и правил заточки. Наряду с этим повышается производительность труда основных производственных рабочих за счет ликвидации потерь времени на переточку инструментов и применения высококачественного заточенного инструмента. Однако при введении централизованной заточки возникают дополнительные расходы на заработную плату рабочих-заточников, на содержание, ремонт и амортизацию оборудования и помещений для централизованной заточки, а также значительно увеличивается число инструментов, находящихся в обороте (на рабочих местах, в ИРК и в заточке), и расходы на его содержание и хранение. В связи с этим степень централизации должна быть экономически обоснована, т. е. подсчитаны приведенные затраты по вариантам. Расчет производится на годовой объем потребляемого инструмента. Приведенные затраты определяются по формулам: при заточке самими производственными рабочими n З1   K р.i  N з.i  (Cт.i  Sпр.i )  tз.i  Pс.з.о  Eн  K1; i 1 (10.24) при централизованной заточке n З2   K р.i  N з.i  Cт' .i  tз' .i  Pс.э.о.пл  Eн  K 2 , i 1 (10.25) где n - число наименований перетачиваемых инструментов (i  1,2,..., n K р.i - годовой расход м-о инструмента; N з.i - количество заточек м-о инструмента до его полного износа; ' Cт.i и Ст. i - часовая заработная плата рабочего и рабочего-заточника; Sпр.i - стоимость 1 ч простоя станка основного рабочего во время переточки i  го вида инструмента; tз.i и tз' .i - время одной заточки i-го вида инструмента соответственно основным рабочим и рабочим-заточникам; Eн - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений; 182 K1 и K 2 - стоимость производственных факторов соответственно по первому и второму вариантам организации заточки инструмента; Pс.э.о и Pс.э.о.пл - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования и площадей по первому и второму вариантам. В большинстве случаев централизованная заточка инструмента дает значительный экономический эффект. Заточное отделение должно примыкать непосредственно к ИРК цеха, что облегчает и упрощает передачу инструмента из ИРК в переточку и последующую его приемку. Заточное отделение оснащается заточными и доводочными станками, число которых определяется по формуле n '  K р.i  N з.i  tз.i Cпр  i 1 Fэф  K в . (10.26) Для укрупненных расчетов число заточных станков может быть принято в процентах от числа станков, обслуживаемых заточным отделением. Для небольших цехов это число равно 6%, для средних - 5 %, для крупных - 4 %. Организация ремонта и восстановления. Частично изношенный или поломанный инструмент целесообразно ремонтировать в том случае, когда расходы на его ремонт не больше остаточной стоимости, а стойкость и срок службы после ремонта больше стойкости неотремонтированного инструмента. Ремонт сложного и дорогостоящего инструмента должен быть плановопредупредительным и проводиться в крупных производственных цехах на собственных ремонтных базах, а для остальных цехов - в инструментальном цехе. Под восстановлением инструмента понимается приведение в нормальное эксплуатационное состояние полностью изношенного и списанного с учета инструмента и придания ему первоначального вида. Инструмент может быть восстановлен с первоначальными (наплавка, наварка, гальванопокрытие и др.) либо с другими размерами. Технологические методы восстановления инструмента очень разнообразны. Однако затраты на восстановление почти всегда меньше цены нового инструмента. При этом не только снижаются расходы на инструмент, но и достигается экономия дефицитных инструментальных сталей, уменьшается загрузка инструментального цеха изготовлением инструмента и обеспечивается бесперебойное снабжение цехов инструментами всех видов. Технико-экономические показатели, характеризующие работу инструментального хозяйства: • экономия расхода инструмента (Э, % к плановому расходу), определяемая по формуле Э K р.п  K р.ф K р.п  100 % ; (10.27) 183 • доля расходов на приобретение инструмента в себестоимости выпускаемой заводом продукции, равная отношению расходов на инструмент в денежном выражении по заводу в целом за плановый период к себестоимости товарного выпуска за этот же период. Глава 11. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТНОЙ СЛУЖБЫ ПРЕДПРИЯТИЯ 11.1. Значение, задачи и структура ремонтной службы Современные предприятия машиностроения, а также радиоэлектронной промышленности оснащены дорогостоящим и разнообразным оборудованием, установками, роботизированными комплексами, транспортными средствами и другими видами основных фондов. В процессе работы они теряют свои рабочие качества, главным образом из-за износа и разрушения отдельных деталей, поэтому снижаются точность, мощность, производительность и другие параметры. Для компенсации износа и поддержания оборудования в нормальном, работоспособном состоянии требуются систематическое техническое обслуживание его и выполнение ремонтных работ, а также проведение мероприятий по технической диагностике. Техническим обслуживанием принято называть комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности оборудования при его использовании по назначению, во время ожидания, хранения и транспортирования. Ремонт - это комплекс операций по восстановлению исправности, работоспособности или ресурса оборудования либо его составных частей. Износ оборудования в процессе его эксплуатации и нерациональная организация технического обслуживания и ремонта приводят к увеличению простоя в ремонте, к ухудшению качества обработки и повышению брака, а также к увеличению затрат на ремонт. О значении улучшения организации содержания и ремонта оборудования можно судить по следующим показателям; Годовые затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования на предприятиях составляют 10-25% его первоначальной стоимости. А их доля в себестоимости продукции достигает 6-8 %. Численность ремонтных рабочих колеблется в пределах 20-30 % от общей численности вспомогательных рабочих. В соответствии с изложенным выше следует отметить, что основными задачами организации планирования ремонтной службы предприятия являются: 1) сохранение оборудования в рабочем, технически исправном состоянии, обеспечивающем его высокую производительность и 184 бесперебойную работу; 2) сокращение времени и затрат на обслуживание и все виды ремонтов. Решение таких задач требует организации правильной эксплуатации, текущего обслуживания, своевременного выполнения необходимого ремонта, а также модернизации оборудования. Для выполнения всех видов работ по организации рационального обслуживания и ремонта оборудования и других видов основных фондов на предприятиях создаются ремонтные службы. Их структура зависит от ряда факторов: типа и объема производства, его технических характеристик, развития кооперирования при выполнении ремонтных работ, системы централизации и др. В состав ремонтной службы крупного и среднего предприятия входят отдел главного механика (ОГМ), ремонтно-механический цех (РМЦ), цеховые ремонтные службы, общезаводской склад запасных деталей и узлов (рис. 11.1). Главный механик (ОГМ) Конструкторскотехническое бюро Цеховые ремонтные службы Плановопроизводственное бюро Бюро плановопредупредительного ремонта Ремонтномеханический цех Группа кранового оборудования Склад запасных частей Рис. 11.1. Структура ремонтной службы предприятия Отдел главного механика возглавляется главным механиком, подчиненным непосредственно главному инженеру завода. В составе ОГМ, как правило, создаются следующие функциональные подразделения: бюро планово-предупредительного ремонта (ППР), конструкторско-технологическое бюро, планово-производственное бюро и группа кранового оборудования. В состав бюро ППР входят группы: инспекторская, учета оборудования, запасных частей и ремонтно-смазочного хозяйства. Инспекторская группа планирует, контролирует и учитывает выполнение ремонтных работ всех видов; инспектирует правильность эксплуатации и 185 разрабатывает инструкции по уходу за оборудованием. Группа учета оборудования ведет паспортизацию и учет оборудования всех видов, следит за его перемещением, контролирует состояние хранения и качества консервации неустановленного оборудования, проводит ежегодную инвентаризацию. Группа запасных частей устанавливает номенклатуру, сроки службы, нормы расхода и лимиты на запасные детали и покупные материалы, планирует изготовление запасных частей и руководит складскими запасами деталей. Группа ремонтно-смазочного хозяйства контролирует выполнение графика смазки оборудования; устанавливает лимиты на обтирочно-смазочные материалы и на сбор отработанного масла и его регенерацию. Конструкторско-технологическое бюро осуществляет всю техническую подготовку системы ППР и ремонтных работ всех видов, включая модернизацию; обеспечивает комплектование альбомов чертежей и их хранение по всем видам оборудования. Планово-производственное бюро планирует и контролирует работу ремонтно-механического цеха и цеховых ремонтных служб, осуществляет материальную подготовку ремонтных работ, составляет отчеты по выполнению планов ремонтных работ по заводу, производит анализ технико-экономических показателей ремонтной службы завода, выявляет непроизводительные затраты, разрабатывает мероприятия по их устранению. Группа кранового оборудования следит за эксплуатацией и состоянием всех подъемно-транспортных механизмов, планирует и контролирует выполнение ремонтов всех видов. Ремонтно-механический цех является основной материальной базой ремонтной службы предприятия. Он комплектуется разнообразным универсальным оборудованием и высококвалифицированными рабочими. В этом цехе выполняются все наиболее сложные работы по ремонту оборудования, изготовлению и восстановлению сменных деталей, а также работы по модернизации оборудования. Цеховые ремонтные службы создаются в крупных основных цехах завода только при использовании децентрализованной и смешенной систем организации ремонтных работ. Службы находятся введении механиков цехов. Общезаводской склад запасных деталей и узлов осуществляет хранение и учет всех материальных ценностей, необходимых для проведения всех видов ремонтов оборудования и подъемно-Транспортных средств. Штаты инженерно-технических работников и служащих ремонтной службы предприятия устанавливаются в зависимости от числа ремонтных единиц оборудования в целом по заводу. 11.2. Сущность и содержание системы плановопредупредительных ремонтов 186 С 1955 г. обслуживание и эксплуатация оборудования на предприятиях нашей страны производятся по разработанной в СССР в 1923 г. единой системе планово-предупредительных ремонтов (ППР). Эта система представляет собой совокупность организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования, проводимых профилактически по заранее составленному плану с целью предотвращения прогрессивного износа, предупреждения аварий и поддержания оборудования в постоянной эксплуатационной готовности. Сущность системы ППР заключается в проведении через определенное число часов работы оборудования профилактических осмотров и различных видов плановых ремонтов, чередование и периодичность которых определяются назначением агрегата, его особенностями, размерами и условиями эксплуатации. Основными задачами системы ППР являются снижение расходов на ремонт и повышение качества ремонта. Система ППР предусматривает проведение следующих видов работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования. 1. Межремонтное обслуживание заключается в наблюдении за состоянием оборудования, правильной его эксплуатацией, своевременном регулировании механизмов и устранении мелких неисправностей, чистке и смазке. Все эти работы выполняются основными рабочими и дежурным ремонтным персоналом (слесарями, смазчиками, электриками) в нерабочие часы по заранее составленному графику, т. е. профилактически. 2. Смена и пополнение масел осуществляются по специальному графику для всего оборудования с централизованной и картерной системами. 3. Геометрическая точность проверяется после плановых ремонтов и профилактики по особому плану-графику для прецизионного и финишного оборудования в соответствии с нормами, предусмотренными ГОСТами или ТУ. Проверку выполняют контролеры ОТК с привлечением слесарей ремонтников. 4. Проверка жесткости осуществляется после плановых, средних и капитальных ремонтов в соответствии с нормами, указанными в ГОСТах для металлорежущих станков. 5. Осмотры проводятся с целью проверки состояния оборудования, а также устранения мелких неисправностей и выявления объемов подготовительных работ, подлежащих выполнению при очередном плановом ремонте. Осмотры, проводимые перед средним и капитальным ремонтами, сопровождаются составлением Ведомости дефектов, в которой отражаются все виды предстоящих работ, необходимые материалы и запасные части, балансовая стоимость объекта. 6. Плановые ремонты в зависимости от содержания и трудоемкости выполнения работ подразделяются на текущие, средние и капитальные (ГОСТ 18322-78). Текущий ремонт (малый) заключается в замене небольшого количества изношенных деталей и регулировании механизмов для обеспечения нормальной работы агрегата до очередного планового ремонта. Как правило, 187 он проводится без простоя оборудования (в нерабочее время). В течение года текущему ремонту подвергается 90-100 % технологического оборудования. Затраты на такой вид ремонта включаются в себестоимость продукции, выпускаемой на этом оборудовании. Средний ремонт заключается в смене или исправлении отдельных узлов или деталей оборудования. Он связан с разборкой, сборкой и выверкой отдельных частей, регулировкой и испытанием оборудования под нагрузкой. Этот вид ремонта проводится по специальной Ведомости дефектов и заранее составленной смете затрат в соответствии с планом-графиком ремонтов оборудования. Затраты на ремонты, проводимые с периодичностью менее 1 года, включаются в себестоимость продукции, выпускаемой на этом оборудовании, а с периодичностью более 1 года - за счет амортизационных отчислений. В течение года среднему ремонту подвергается около 20-25 % установленного оборудования. Капитальный ремонт осуществляется с целью восстановления исправности оборудования и восстановления полного или близкого к полному ресурса. Как правило, производятся ремонт всех базовых деталей и узлов, сборка, регулировка и испытание оборудования под нагрузкой. Так же, как и средний ремонт, капитальный ремонт выполняется по специальной Ведомости дефектов, составленной при осмотре оборудования, а также по смете затрат и в соответствии с планом-графиком. Затраты на капитальный ремонт осуществляются предприятием за счет производимых им амортизационных отчислений. В течение года капитальному ремонту подвергается около 10-12 % установленного оборудования. При капитальном ремонте восстанавливают предусмотренные ГОСТами или ТУ геометрическую точность, мощность и производительность оборудования на срок до очередного планового среднего или капитального ремонта. 7. Внеплановый ремонт - вид ремонта, вызванный аварией оборудования, или не предусмотренный годовым планом ремонт. При правильной организации ремонтных работ в строгом соответствии с системой ППР внеплановые ремонты не должны иметь места. Для перехода на систему ППР необходимо установить ремонтные нормативы и провести техническую и материальную подготовку. 11.3. Ремонтные нормативы Эффективность применения системы ППР находится в прямой зависимости от совершенства нормативной базы, соответствия нормативов условиям эксплуатации оборудования. От точности нормативов в большой степени зависят расходы предприятия на техническое обслуживание и ремонт оборудования, а также уровень потерь в производстве, связанных с неисправностью оборудования. Нормативы дифференцируются по группам оборудования и характеризуют последовательность проведения ремонтов и 188 осмотров, объемы ремонтных работ, их трудоемкость и материалоемкость. Важнейшими нормативами системы ППР являются: • продолжительность межремонтного цикла; • структура межремонтного цикла; • продолжительность межремонтного и меж осмотрового периодов; • категория сложности ремонта; • нормативы трудоемкости; • нормативы материалоемкости; • нормы запаса деталей, оборотных узлов и агрегатов. Под продолжительностью межремонтного цикла понимается время работы оборудования от момента ввода его в эксплуатацию до первого капитального ремонта или период между двумя последовательно выполняемыми капитальными ремонтами. Для легких и средних металлорежущих станков продолжительность межремонтного цикла (7м.ц.ч) определяется по формуле Tм.ц  24000  βп  βм  β у  βт , (11.1) где 24 000 - нормативный ремонтный цикл, станко-ч; βп - коэффициент, учитывающий тип производства ( для массового и крупносерийного βп  1,0 , для серийного βп  1,3 , для мелкосерийного и единичного  п = 1,5); М , - коэффициент, учитывающий род обрабатываемого материала (при обработке конструкционных сталей м = 1,0, чугуна и бронзы Т =0,8, высокопрочных сталей  У = 0,7);  у - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации оборудования (при нормальных условиях механических цехов  у = 1,0, в запыленных и влажных помещениях  у =0,7); Т - коэффициент, характеризующий группу станков (для легких и средних T =1,0). Под структурой межремонтного цикла понимается перечень и последовательность выполнения ремонтных работ и работ по техническому обслуживанию в период межремонтного цикла. Например, для средних и легких металлорежущих станков структура межремонтного цикла имеет следующий вид: K1  O1  T1  O2  T2  O3  C1  O4  T3  O5  T4  O6  K 2 , где K1 и K 2 - капитальные ремонты оборудования; O1, O2,...,O6 - осмотры (техническое обслуживание); T1, T2 , T3, T4 - текущие (малые) ремонты оборудования; 189 C1 - средний ремонт оборудования. Из структуры межремонтного цикла видно, сколько и в какой последовательности проводится тот или иной вид ремонта или осмотра. Межремонтный период - время работы единицы оборудования между двумя очередными плановыми ремонтами. Например, период между K 1 и T1 , или T1 и T2 , или T2 и C1 . Продолжительность межремонтного периода ( t мр ) определяется по формуле tмр  Tм.ц , (11.2) nc  n т  1 где nc и nт ., - число средних и текущих ремонтов. Межосмотровый период - время работы оборудования между двумя очередными осмотрами и плановыми ремонтами (периодичность технического обслуживания). Продолжительность этого периода рассчитывается по формуле to  Tм.ц , (11.3) nc  n т  nо  1 где no - число осмотров или число раз технического обслуживания на протяжении межремонтного цикла. Под категорией сложности ремонта понимаются степень сложности ремонта оборудования и его особенности. Чем сложнее оборудование, чем больше его размер и выше точность обработки на нем, тем сложнее ремонт, а следовательно, и выше категория сложности. Категория сложности ремонта обозначается буквой R и числовым коэффициентом перед ней. В качестве эталона для определенной группы металлорежущих станков принят токарно-винторезный станок 1К62 с высотой центров 200 мм и расстоянием между центрами 1000 мм. Для этого станка установлена категория сложности по технической части 11 R, а по электрической - 8,5R. Категорию сложности любого другого станка данной группы оборудования устанавливают путем сопоставления его с эталоном. Трудоемкость ремонтных работ того или иного вида определяется исходя из количества единиц ремонтной сложности и норм времени, установленных на одну ремонтную единицу. Количество единиц ремонтной сложности по механической части оборудования совпадает с категорией сложности. Следовательно, станок 1К62 по механической части имеет 11 ремонтных единиц, а по электрической части установлено 8,5 ремонтной единицы. Нормы времени устанавливаются на одну ремонтную единицу по видам ремонтных работ отдельно на слесарные, станочные и прочие работы (табл. 11.1). Таблица 11.1 Нормы времени на ремонтную единицу для технического и подъемно-транспортного оборудования, нормо-ч 190 Осмотр и виды Слесарные Станочные Прочие работы Всего ремонта работы работы 0,75 0,1 0,85 Т 4,0 2,0 0,1 6,1 С 16,0 7,0 0,5 23,5 к 23,0 10,0 2,0 35,0 Суммарная трудоемкость по отдельному виду ремонтных работ определяется по формуле Tc  tc  R  Cпр , (11.4) где Tc - трудоемкость среднего ремонта оборудования данной группы, нормо-ч; tc - норма времени на одну ремонтную единицу по всем видам работ, нормо-ч; R - количество ремонтных единиц; Cпр - количество единиц оборудования данной группы, шт. Аналогично определяется трудоемкость по техническому обслуживанию, текущему и капитальному ремонтам. Для установления численности ремонтных рабочих соответствующей профессии (слесарей, станочников и т. д.) определяют трудоемкость по видам работ (слесарным, станочным и пр.). Расчет трудоемкости ( Tсп ) производится по формуле t t n t t n  (11.5) Tсп   к с с Т о о  t м.о   R  Cпр , T   где tк , tc , tТ , to - нормы времени на одну ремонтную единицу слесарных работ по капитальному, среднему и текущему ремонтам, а также по техническому обслуживанию, нормо-ч.; t м.о - норма времени на одну ремонтную единицу по межремонтному обслуживанию за год, нормо-ч. Численность ремонтных рабочих (например, слесарных) определяется по формуле Т сп , (11.6) FД  К В где FД - годовой эффективный фонд времени работы одного ремонтного рабочего, ч; К В - коэффициент выполнения норм времени. Материалоемкость ремонтов всех видов и технического обслуживания определяется исходя из норм расхода материалов, установленных на единицу Ч сп  191 ремонтной сложности и количества единиц ремонтной сложности оборудования данной группы. Нормы запаса деталей и оборотных узлов и агрегатов определяются так же, как потребности в материалах, исходя из количества единиц ремонтной сложности. На основе нормативов разрабатываются годовые графики ППР оборудования, в которых предусматриваются по срокам ремонты и планируемые мероприятия по техническому обслуживанию каждой единицы оборудования; определяются размеры трудоемкости предстоящих работ и устанавливается штат ремонтного персонала. Эти графики ложатся в основу текущего планирования и выполнения работ в цехах и на предприятии в целом. 11.4. Техническая и организационная подготовка плановопредупредительных ремонтов Все виды работ, образующие систему ППР, нуждаются в соответствующей технической и организационной подготовке. Техническая подготовка системы ППР состоит из конструкторской и технологической подготовки. Конструкторская подготовка заключается в систематизации технической документации по отдельным типоразмерам оборудования и представлении ее в виде альбомов, комплектуемых из чертежей на оборудование и технической документации, разрабатываемой для модернизации оборудования. Эти альбомы используются при технологической подготовке ремонтных работ, а также для изготовления сменных деталей и узлов, для решения вопросов, связанных с конструктивной унификацией деталей, с внедрением заменителей дефицитных черных и цветных металлов, с модернизацией оборудования. Так, альбом на металлорежущий станок может содержать: паспорт, схемы (гидравлическую, кинематическую, электрическую, пневматическую, смазки), чертежи сборочных единиц, сменных деталей, спецификации покупных деталей, узлов и т. д. Технологическая подготовка предусматривает формирование типовых технологических процессов разборки и сборки оборудования, разработку технологических процессов изготовления и восстановления деталей, проектирование специального оборудования и оснастки для проведения ремонтных работ, а также уточнение ведомости дефектов. Ведомость дефектов является исполнительной технологической ведомостью и, как правило, составляется в течение одного из плановых осмотров перед капитальным ремонтом, а также перед средним ремонтом с периодичностью свыше одного года. Эта ведомость корректируется после разборки оборудования. 192 При проектировании технологических процессов восстановления деталей широко применяются методы, обеспечивающие увеличение сроков их службы и комплексную механизацию работ. Прогрессивными направлениями технологической подготовки являются разработка и внедрение узлового и последовательно-узлового методов ремонта. При узловом методе ремонта отдельные узлы заменяются запасными (оборотными), заранее отремонтированными или новыми. При последовательно-узловом методе требующие ремонта узлы ремонтируются не одновременно, а последовательно, во время перерывов в работе станка (например, в нерабочие смены). Внедрение этих методов является важнейшим условием проведения трудоемких ремонтов в выходные и праздничные дни, а в условиях массового, особенно автоматизированного и гибкого автоматизированного производства - это единственный путь повышения эффективности ремонтных работ. Организационная подготовка призвана: создавать рациональную организацию проведения всех видов ремонтных работ и технического обслуживания; комплексно обеспечивать их материалами, сменными деталями и узлами, инструментами, оснасткой, подъемно-транспортным оборудованием. Подготовка должна предшествовать выводу оборудования в ремонт, что позволяет сократить простои его в ремонте. На предприятиях, как правило, создается запас сменных деталей и узлов, который достаточен для бесперебойного выполнения ремонтных работ. Величина этого запаса подлежит нормированию. Текущее регулирование запасов осуществляется по системе "максимум-минимум". Все находящиеся в запасах детали подразделяются на группы: а) детали со сроком службы, не превышающим межремонтный период; б) детали, расходуемые в больших количествах независимо от срока их службы; в) крупные, сложные и трудоемкие детали, для изготовления которых требуются сложные и крупные поковки или отливки; г) детали, изготавливаемые на стороне; д) все сменные детали уникального, особо ответственного или лимитирующего объем производства технологического оборудования. Учет и движение деталей на центральном складе запасных частей ведется в соответствии с приведенной классификацией по системе "максимумминимум". Норма запаса однотипных деталей для группы однотипного оборудования определяется по формуле Т (11.7) K , t где Cпр - количество единиц оборудования; В - число однотипных деталей в данном типе оборудования, шт.; Т - продолжительность цикла изготовления детали или время получения со стороны партии деталей, дней; t - срок службы детали, дней; Н  Спр  В  193 К - коэффициент неравномерности ремонтов, определяется по плануграфику. 11.5. Планирование ремонта оборудования и работы ремонтномеханического цеха Планирование ремонтных работ заключается в составлении общих годовых, уточненных квартальных и месячных планов ремонтов по цехам и заводу в целом. Планы ремонтов составляются бюро ППР в виде календарных планов-графиков, включающих перечень всех инвентарных единиц оборудования, виды ремонтов и осмотров, которые должны быть осуществлены в плановом году с указанием календарного срока их выполнения (табл. 11.2). Предварительные сроки выполнения ремонтов и осмотров определяются по нормативам ППР в соответствии с продолжительностью межремонтного цикла, межремонтного и межосмотрового периодов. Месяц, в котором должен производиться очередной плановый ремонт или осмотр, определяется путем прибавления к месяцу предыдущего ремонта (осмотра) времени межремонтного (межосмотрового) периода. На пример, если межремонтный Таблица 11.2 Годовой план-график ремонта оборудования по механическому цеху на 2000 г. Межремонтный период, мес Вид ремонта 4 5 6 7 07.99 12 К 04.95 9 Т 01.96 8 Т Дата 01 02 ... 06 07 08 09 10 11 12 8 9 10 ... 14 15 16 17 18 19 20 8 0,5 О 40 04.99 2,5 Т 276 05.99 10,5 К 07.99 44 2,7 Т ... ... ... 7 0,5 О 9 0,5 О 230 10 К 44 2,5 Т Простои, дней Дата последнего капитального ремонта 3 Всего, нормо-ч Станочных Категория сложности ремонта 2 1. Токарно841 1К62 11 винторезный станок 2. Токарно571 1А62 10 винторезный станок 3. Токарно1284 1616П 12 винторезный станок повышенной точности Виды и трудоёмкость ремонтных работ и простои по месяцам года Слесарных Модель оборудования 1 Инвентарный номер Оборудование Последний ремонт 21 22 23 52 22 2,7 277 120 12,5 329 120 13,0 Примечание. 1. К - капитальный ремонт; Т - текущий ремонт; О - осмотр. 2. В числителе приведена трудоёмкость ремонтных работ, нормо-ч, в знаменателе - время простоя в ремонте, дней. 194 период станка 1А62 составляет 9 месяцев при двухсменной работе и последний текущий ремонт производился в апреле текущего года, то следующий текущий ремонт должен быть запланирован на январь планового года, а другие виды ремонтов и осмотров устанавливаются по структуре межремонтного цикла, межосмотрового и межремонтного периодов. Кроме того, на графике указываются трудоемкость ремонта по слесарным работам (например, для станка 1А62 Tсл  tT  R  4  10  40 ), а также время простоя оборудования в ремонте. В гр. 21 и 22 проставляется суммарная трудоемкость слесарных и станочных работ по всем видам ремонтов и осмотров, запланированных на данный плановый период. Итоговые данные этих граф служат исходными данными для расчета численности слесарей-ремонтников и станочников для изготовления запасных частей. Для равномерности загрузки ремонтного персонала в течение года график ремонта корректируется таким образом, чтобы объем работ в нормо-часах по месяцам был примерно одинаковым. Для этого часть ремонтных работ из месяца со значительным превышением объема в нормо-часах переносится на месяцы с недогрузкой рабочих против располагаемого месячного фонда времени. В гр. 23 проставляется суммарная продолжительность простоев единицы оборудования в ремонте. Время, затрачиваемое на осмотры, в общую сумму простоев оборудования не включается, так как осмотры проводятся в нерабочее время. По данным этой графы определяется среднее количество единиц оборудования, постоянно находящегося в ремонте. Оно равно частному от деления общего числа дней простоя оборудования на среднее число рабочих дней в году. На основе годового плана-графика составляются месячные планы ремонтных работ, которые служат базой для разработки календарных планов ремонта каждого вида оборудования и организации труда рабочих ремонтных бригад. Месячный план ремонта согласуется с планом выпуска основной продукции на данный месяц. Состав бригад для осуществления ремонта конкретного типа оборудования зависит от трудоемкости и вида ремонта. Для каждого вида ремонта и типа оборудования устанавливается определенное нормативное количество рабочих в бригаде исходя из трудоемкости ремонтных работ, обеспечивающих полную загрузку ремонтников в течение рабочего дня. Планирование работы РМЦ осуществляется методами, аналогичными методам планирования работы механических цехов с единичным и мелкосерийным типами производства. На основе годового плана-графика ремонта оборудования плановопроизводственное бюро отдела главного механика устанавливает для РМЦ квартальный план с разбивкой по месяцам. План составляется в ремонтных единицах и в единицах трудоемкости по следующим видам ремонтных работ: ремонт оборудования (с разбивкой на капитальный, средний, текущий), осмотры, проверки на точность и промывки, изготовление запасных деталей, регенерация масел, работы по технике безопасности, хозяйственные и прочие 195 работы. Кроме того, предусматривается резерв на внеплановые (аварийные) работы в размере до 15 % общей трудоемкости работ. Объем работ по изготовлению запасных и сменных деталей устанавливается исходя из продолжительности производственного цикла изготовления деталей и срока ремонта оборудования, в котором будут использованы эти детали. Кроме того, по отдельным видам деталей устанавливается задание для пополнения текущего запаса. 11.6. Организация выполнения ремонтных работ Ремонт и техническое обслуживание технологического оборудования на предприятиях выполняют РМЦ и ремонтные службы цехов. В зависимости от доли работ, выполняемых производственными цехами, РМЦ и цеховыми ремонтными службами различают три формы организации ремонта: централизованную, децентрализованную и смешанную. При централизованной форме все виды ремонта, а иногда и техническое обслуживание производятся силами РМЦ завода. Такая организация ремонта применяется на небольших предприятиях с суммарной ремонтной сложностью оборудования 3000-5000 ремонтных единиц. Это, как правило, заводы единичного и мелкосерийного производства. При децентрализованной форме все виды ремонтов и техническое обслуживание оборудования выполняются силами цеховых ремонтных баз (ЦРБ) под руководством механиков цехов. На этих базах восстанавливаются изношенные детали. Новые сменные запасные детали изготавливаются в РМЦ. Здесь же могут восстанавливаться изношенные детали, требующие применения специального технологического оснащения и оборудования. В отдельных случаях, по специальному указанию главного механика, РМЦ проводит капитальный ремонт технологического оборудования. Такая организация ремонта свойственна предприятиям массового и крупносерийного производства с большим числом оборудования в каждом цехе (с суммарной сложностью не менее 800-1000 ремонтных единиц). Смешанная форма организации ремонтных работ характеризуется тем, что наиболее сложные и трудоемкие работы (капитальный ремонт, модернизация оборудования, изготовление запасных частей и восстановление изношенных деталей) производятся силами РМЦ, а техническое обслуживание, текущий и средний ремонты, внеплановые ремонты - силами ЦРБ, комплексными бригадами слесарей, закрепленными за участками. Под влиянием научно-технического прогресса, с возрастанием доли сложного, прецизионного и автоматического оборудования и с повышением требований к качеству продукции наметилась тенденция перехода от децентрализованной формы к смешанной. При переходе средних и крупных предприятий на смешанную форму организации ремонтных работ целесообразно концентрировать в РМЦ все виды работ, выполняемых в больших объемах (средние и капитальные ремонты, изготовление запасных частей и др.). Рациональная организаций выполнения ремонтных работ позволяет 196 сократить время простоя оборудования в ремонте и повысить коэффициент его использования. Сокращение времени простоя достигается за счет: • снижения трудоемкости ремонта при внедрении прогрессивной технологии и форм организации работ, комплексной механизации и автоматизации процессов; • снижения ремонтной сложности оборудования при его модернизации; • комплексной и материальной подготовки ремонтных работ; • расширения фронта работ по каждому объекту и увеличения сменности при выполнении работ сквозными бригадами; • специализации рабочих мест; • внедрения узлового и последовательно-узлового методов ремонта; • организации выполнения ремонтов в нерабочие дни и смены. При узловом методе подлежащие ремонту узлы снимаются и заменяются запасными (новыми или отремонтированными заранее). При последовательноузловом методе узлы ремонтируются не одновременно все, а последовательно во время перерывов в работе станка. 11.7. Технико-экономические показатели ремонтной службы При анализе и оценке работы ремонтной службы используются следующие технико-экономические показатели: 1. Время простоя оборудования в ремонте, приходящееся на одну ремонтную единицу. Этот показатель определяется делением суммарного простоя оборудования в ремонте на число ремонтных единиц оборудования, которое подвергается ремонту в данном плановом периоде. Необходимо добиваться максимального сокращения этого времени. 2. Число ремонтных единиц установленного оборудования, приходящееся на одного ремонтного рабочего. Это число характеризует производительность труда ремонтных рабочих, которая должна постоянно увеличиваться. 3. Себестоимость ремонта одной ремонтной единицы, определяемая делением всех расходов (включая накладные) по ремонту в течение определенного времени (например, в течение года) на число ремонтных единиц оборудования, ремонтируемого за этот же плановый период. Необходимо стремиться к максимальному снижению этого показателя. 4. Оборачиваемость парка запасных деталей, равная отношению стоимости израсходованных запасных деталей к среднему остатку их в кладовых. Этот показатель должен быть максимально большим. 5. Число аварий, поломок и внеплановых ремонтов на единицу оборудования, характеризующее эффективность системы ППР. Оно должно быть минимальным. Между этими показателями существует определенная зависимость. Сокращение времени простоя оборудования в ремонте, приходящегося на одну ремонтную единицу, приводит к увеличению числа ремонтных единиц установленного оборудования, приходящегося на одного ремонтного рабочего, так как один и тот же объем ремонтных работ при сокращении времени на него может быть выполнен меньшим количеством рабочих. Это обусловливает снижение себестоимости ремонта одной ремонтной единицы. Улучшение 197 первых трех показателей достигается посредством более эффективной организации ремонтных работ и ремонтного хозяйства, что приводит к улучшению четвертого показателя. Анализ всех показателей проводится в сравнении с показателями, достигнутыми на специализированных ремонтных предприятиях. Глава 12. ОРГАНИЗАЦИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ХОЗЯЙСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ 12.1. Роль, задачи и структура энергетического хозяйства Современные предприятия машиностроения, а также радиоэлектронной промышленности являются крупнейшими потребителями энергии и энергоносителей, в частности электроэнергии, топлива, пара, сжатого воздуха, воды и т. д. По характеру использования потребляемая энергия подразделяется на силовую, технологическую и производственно-бытовую. Силовая энергия приводит в движение технологическое оборудование, подъемно-транспортные средства; технологическая - служит для изменения свойств и состояния материалов (плавление, термообработка и т. д.); производственно-бытовая расходуется на освещение, вентиляцию, отопление и другие цели. Годовые затраты на потребляемую энергию на предприятиях весьма значительны, а их доля в себестоимости продукции в настоящее время достигает 25-30%. Основными задачами энергетического хозяйства являются: 1) бесперебойное обеспечение предприятия, его подразделений и рабочих мест всеми видами энергии с соблюдением установленных для нее параметров напряжения, давления, температуры и др.; 2) рациональное использование энергетического оборудования, его ремонт и обслуживание; 3) эффективное использование и экономное расходование в процессе производства всех видов энергии. Экономия энергии достигается проведением в жизнь следующих мероприятий: • ликвидация и снижение прямых потерь энергии в сетях и местах ее потребления (неисправное состояние электросетей, соединений трубопроводов, шлангов, кранов, вентилей и др.); • внедрение в производство высокоэкономичных технологических, процессов, приборов, оборудования (внедрение электроиндукционного нагрева деталей при термообработке вместо нагрева в электропечах сопротивления снижает расход электроэнергии более чем в 2 раза); • применение наивыгоднейших режимов работы технологического и энергетического оборудования, обеспечивающих полное использование мощности электромоторов и трансформаторов, уменьшение холостых расходов 198 энергии (повышается коэффициент мощности в сетях - косинус фи); • вторичное использование энергоресурсов - тепла (отходящих газов печей, отработанного пара кузнечных цехов, тепла охлаждающей воды и т. д.); • организация четкого планирования, нормирования расхода, учета и контроля за потреблением энергии (составление топливного и энергетического балансов по каждому виду энергии). Для осуществления перечисленных задач, а также для разработки и внедрения мероприятий по экономии всех видов энергии на предприятиях создаются энергетические хозяйства, структура которых зависит от ряда факторов: типа производства, объема выпуска продукции, энергоемкости продукции, развития кооперации с другими предприятиями и т. д. На крупных предприятиях (в объединениях) во главе энергетического хозяйства находится управление главного энергетика (УГЭ), на средних предприятиях - отдел главного энергетика (ОГЭ), на малых предприятиях энергомеханический отдел во главе с главным механиком. Главный энергетик является заместителем главного механика. В состав энергетического хозяйства среднего предприятия (предприятия РЭП) входят: отдел главного энергетика, электросиловой цех (или участок), тепло- или паросиловой цех, электроремонтный и слаботочный цехи. Отдел главного энергетика возглавляется главным энергетиком завода, подчиняющимся главному инженеру. В составе ОГЭ создаются следующие функциональные подразделения: бюро ППР, техническое бюро, планово-производственное бюро и бюро энергоиспользования. Бюро ППР планирует, контролирует и учитывает выполнение всех видов ремонтных работ энергетического оборудования, инспектирует правильность эксплуатации этого оборудования; ведет паспортизацию и учет всех видов энергетического оборудования; устанавливает номенклатуру, сроки службы, нормы расхода и лимиты на запасные части и покупные материалы; планирует изготовление или закупку материальных ценностей для ремонта. Техническое бюро осуществляет всю техническую подготовку производства системы ППР. Планово-производственное бюро осуществляет планирование потребности предприятия в различных видах энергии и энергоресурсов. Планирование сводится к составлению энергетических балансов, которые подразделяются на плановые и отчетные. Плановый энергобаланс состоит в обосновании потребности предприятия в энергии и энергоресурсах. Отчетный энергобаланс предназначен для контроля за фактическим энергопотреблением, для анализа использования энергии, а также для оценки качества работы энергоцехов. Основой для составления плановых энергобалансов служат удельные нормы расхода энергии, топлива и т. д., а также плановые задания по выпуску продукции основного производства. Бюро энергоиспользования занимается нормированием расхода энергии и 199 вопросами ее рационального использования. Электросиловой цех включает участки: а) электроподстанцию с электросетями, которая принимает, преобразует в требуемое напряжение и доставляет электроэнергию заводским потребителям; при этом основное оборудование -трансформаторы, мотор-генераторы, установки, электродвигатели высокого напряжения; б) монтажный участок, который выполняет подвод электросетей к вновь устанавливаемому оборудованию и производит ремонт действующих электросетей. Тепло- или паросиловой цех объединяет участки: а) парокотельный с трубопроводами, подающий пар и горячую воду потребителям; его основное оборудование - паровые котлы установки для подогрева воды; б) водонасосная станция и канализация с водопроводными и канализационными сетями; в) компрессорная станция, снабжающая цехи сжатым воздухом; ее основное оборудование компрессоры; г) азотно-кислородная, газогенераторная и ацетиленовая подстанции. Электроремонтный цех выполняет все виды ремонтов энергетического оборудования согласно системе ППР, а также ремонт электрической части технологического оборудования. Слаботочный цех включает участок связи и сигнализации, обслуживающий телефонную сеть, радиосвязь, электрочасовые установки, диспетчерскую связь и т. п.; участок по обслуживанию контрольноизмерительных приборов и средств автоматики и телемеханики. 12.2. Планирование потребности предприятия в энергии различных видов Рациональная организация энергетического хозяйства в определенной мере зависит от правильности планирования своей производственнохозяйственной деятельности, нормирования и учета потребления энергоресурсов. Энергоснабжение предприятия имеет специфические особенности, которые заключаются в одновременности производства и потребления энергии. Подача электроэнергии на предприятие на каждый момент времени должна регулироваться объемом потребления. Недостаточно полное ее использование ведет к неизбежным потерям, к недоиспользованию мощности. При повышенном против графика потреблении возникают "пиковые" нагрузки. Определение потребности предприятия в энергоресурсах и учет их расхода основываются на составлении энергетических и топливных балансов. Балансовый метод планирования дает возможность рассчитать потребность предприятия в энергии и топливе различных видов исходя из объема производства на предприятии и прогрессивных норм расхода, а также определить наиболее рациональные источники потребления этой потребности за счет получения энергии со стороны и собственного производства ее на предприятии. 200 Энергетические балансы классифицируются по следующим признакам: • назначению - перспективные, текущие, отчетные; • видам энергоносителя - частные по отдельным видам энергоносителя (уголь, нефть, пар, газ, вода) и общие по сумме всех видов топлива; • характеру целевого использования энергии (силового, технологического, производственно-хозяйственного значения). Перспективные балансы составляются на длительный срок и используются при проектировании, реконструкции производства и для развития энергохозяйства предприятия в целом. Текущие плановые балансы составляются на год с разбивкой по кварталам и являются основной формой планирования и потребления энергии всех видов. Главная задача разработки планового баланса - обоснование плановой потребности предприятия в топливе и энергии для выполнения производственной программы предприятия по выпуску продукции - это расходная часть баланса. Обоснование наиболее рациональных способов покрытия этой потребности, получение энергии со стороны и на собственных генерирующих установках - приходная часть баланса. Отчетные (фактические) балансы предназначены для контроля за потреблением энергоносителей и выполнением плановых балансов, а также служат основным материалом для анализа использования носителей, оценки работы в области рационализации энергохозяйства и экономии (перерасхода) топлива и энергии. Определение потребности предприятия в энергоресурсах базируется на использовании прогрессивных норм расхода. Для использования топлива и энергии различных видов применяются удельные нормы. Под прогрессивной нормой расхода энергии и топлива понимается минимально допустимый ее расход, необходимый для изготовления единицы продукции или выполнения единицы работы в наиболее рациональных условиях организации производства и эксплуатации оборудования. Нормы энергопотребления бывают суммарными на единицу (времени) продукции или вид работ и операционными (дифференцированными) - на деталь, операцию, отдельный технологический процесс. Основным методом определения норм расхода является расчетноаналитический, позволяющий рассчитать плановую норму с учетом изменений в режиме работы, параметров технологических процессов и других факторов, влияющих на величину удельного расхода. В зависимости от характера целевого использования энергии удельные нормы подразделяются на технологические и вспомогательные нужды (освещение, отопление, вентиляцию и т. д.). При этом учитываются допустимые потери энергии в сетях. Плановая потребность предприятия в электроэнергии (o6щая) определяется по формуле 201 Pэл.общ  Н р.э  N пл  Рэл.всп  Рст  Рпот , (12.1) где Н р.э - плановая норма расхода электроэнергии на единицу продукции, кВт • ч; N пл - плановый объем выпуска продукции в натуральном (стоимостном) выражении, шт. (руб.); Pэл.всп - расход энергии на вспомогательные нужды (освещение, вентиляцию, отопление и т.д.), кВт • ч; Pст - планируемый отпуск энергии на сторону, кВт-ч; Рпот - планируемые потери энергии в сетях, кВт-ч. Плановая потребность энергии по цехам определяется с помощью удельных норм расхода двигательной и технологической энергии на единицу продукции, а также объема производства в натуральном или других измерителях. Необходимое количество двигательной (силовой) электроэнергии для производственных целей зависит от мощности установленного оборудования и определяется по формуле Pэп.дв  где Wy - суммарная Wy  Fэф  К з  К о К с  g мощность , установленного (12.2) оборудования (электромоторов), кВт; Fэф - эффективный фонд времени работы оборудования (потребителей электроэнергии) за плановый период (месяц, квартал, год), ч; К з - коэффициент загрузки оборудования; К о - средний коэффициент одновременной работы потребителей энергии; К с - коэффициент полезного действия питающей электрической сети; g - коэффициент полезного действия установленных электромоторов. Необходимое количество электроэнергии для производственных целей рассчитывается по формулам: Pэл.дв  Wy  Fэф  с , (12.3) m Рэп.дв  Fэф  Wy  cos   K м , i 1 (12.4) где с - коэффициент спроса потребителей электроэнергии; сos - коэффициент мощности установленных электродвигателей; K м - коэффициент машинного времени электроприемников (машинного времени работы оборудования). 202 Потребное количество электроэнергии, помещений, определяется по формуле Рэл.осв  Ссв  Рср  Fэф  К о 1000 идущей , на освещение (12.5) или Рэл.осв  h  S  Fэф , (12.6) 1000 где Ссв - число светильников (лампочек) на участке, в цехе, на предприятии, шт.; Рср - средняя, мощность одного светильника (лампочки), Вт; h - норма освещения 1 м2 площади, Вт (25Вт/м2); S - площадь освещаемого здания, м . Расход пара на производственные цели определяется на основе удельных норм расхода соответствующего потребителя. Например, на обогрев сушильных камер (на 1 т обогреваемых деталей) периодического действия расходуется 100 кг/ч, для непрерывного действия сушильных камер (конвейеров) -45-75 кг/ч. Расход пара на отопление здания рассчитывается по формуле Qn  qn  to  FД  Vз , (12.7) J 1000 где q n - расход пара на 1 м3 здания при разности наружной и внутренней температур в 1°С; t o - разность наружной и внутренней температур отопительного периода, °С; FД - время отопительного периода, ч; Vз - объем здания (по наружному обмеру), м3; J - теплосодержание пара (540 ккал). Расход топлива на производственные нужды предприятия (термическая обработка металла, плавка металла, сушка литейных форм и т. д.) определяется по формуле q  N п.н , (12.8) Кз где q - норма расхода условного топлива на единицу выпускаемой продукции; К з - калорийный эквивалент применяемого вида топлива. Qп.н  203 Расход топлива на отопление производственных и административных зданий рассчитывается по формуле q  t  F V Qот  Т o д з , 1000  К у  к (12.9) где qТ - норма расхода топлива на 1 м3 здания при разности наружной и внутренней температур в 1°С, ккал/ч; К у - теплота сгорания условного топлива (7000 ккал/кг); к - коэффициент полезного действия котельной установки ( к =0,75). Объем сжатого воздуха для производственных целей ( Qв ,м3) определяется по формуле m Qв  1,5  d  K и  Fз  К з , i 1 (12.10) где 1,5 - коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха в трубопроводах, в местах неплотного их соединения; d - расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемника, 3 м /ч; K и - коэффициент использования воздухоприемника во времени; К з - коэффициент загрузки оборудования; m - число наименований воздухоприемников. Объем воды для производственных целей ( Qвод , л) определяется по нормативам исходя из часового расхода: Qвод  qв  Спр  Fэ  К з , (12.11) 1000 где qвод - часовой расход воды на один станок, л. В результате расчета потребности в энергоресурсах устанавливается лимит по видам в натуральном и денежном выражениях по подразделениям предприятия. Анализ использования энергии и топлива базируется на данных дифференцированного учета. Основой организации первичного учета энергии и энергоресурсов всех видов является организация контрольно-измерительного хозяйства предприятия. Счетчики энергоресурсов должны быть установлены на каждой единице энергетического оборудования. Данные учета регистрируются в журналах или ведомостях. Основными направлениями рационализации 204 энергопотребления являются правильный выбор энергоносителей, ликвидация прямых потерь, совершенствование технологии и организации производства, ориентация на ресурсосберегающие технологии, бережное использование энергии и вторичных энергоресурсов. 12.3. Основные пути совершенствования работы Ч энергетического хозяйства и его технико-экономические показатели. Основными направлениями совершенствования организации энергетического хозяйства предприятия и повышения эффективности его работы являются • разработка новых методов производства и преобразования энергии; • совершенствование энергопроизводящего оборудования ( и технологических процессов; • развитие взаимозаменяемости различных видов энергии ' и проводящих ее установок; • создание новых и совершенствование существующих средств преобразования энергии; • изучение закономерностей, тенденций и пропорций развития энергетики предприятия как единого целого; • формирование концепции оптимального управления энергохозяйством; • изучение комплексной проблемы энергетики, включая влияние ее на окружающую среду и развитие научно-технического прогресса. В соответствии с разработанными направлениями по совершенствованию энергетического хозяйства составляются мероприятия, которые условно подразделяются на энергетические, технологические, мероприятия по улучшению режима работы, общепроизводственные и организационные. К энергетическим относятся такие мероприятия, как замена энергоносителей одного другим (мазута, угля - газом и др.), повышение экономичности выработки энергии, широкое использование вторичных энергоресурсов, снижение . потерь и т.д. К технологическим мероприятиям относятся широкое внедрение скоростных методов обработки металлов резанием, нагрева заготовок, прогрессивных способов получения заготовок (точное литье, штамповка, чеканка, высадка), более технологичных конструкций изделий, а также снижение процента брака и повышение выхода годной продукции. Мероприятия по улучшению режима работы (повышению cos (p) включают повышение загрузки оборудования, снижение холостых ходов и простоев нагревательного оборудования, замена оборудования периодического действия на оборудование непрерывного действия, механизация и автоматизация тепловых технологических процессов и энергетических 205 установок, централизация управления, замена асинхронных двигателей на синхронные и т. д. К общепроизводственным мероприятиям относятся внедрение экономичных систем производственной вентиляции и промышленного водоснабжения, замена ламп накаливания люминесцентными источниками света, использование выделяющегося в производстве тепла для отопления цехов (экономайзеры, рекуператоры, утилизаторы). Организационные мероприятия - это рациональная организация контрольно-измерительного хозяйства, внедрение технического нормирования энергопотребления, четкая организация первичного учета расхода энергоресурсов. Широкое применение во всех цехах предприятия надлежащей контрольно-измерительной аппаратуры способствует установлению более обоснованных норм расхода и проведению более правильного первичного учета. Для первичного учета расхода электроэнергии, газа, пара, сжатого воздуха, воды и других энергоносителей следует устанавливать приборы (счетчики, паромеры, водомеры и т. д.) так, чтобы можно было получать фактические удельные величины расхода, соответствующие системе планирования норм энергопотребления, принятой на заводе. Энергетический учет должен быть оперативным и достоверным. Очень важно наряду с учетом расхода энергоресурсов учитывать выход вторичных энергоресурсов с помощью приборов или расчетным путем. Фактические данные о расходе энергии различных видов, получаемые первичным учетом, используются, во-первых, для составления отчетных энергетических балансов по энергии всех видов в абсолютных величинах; вовторых, для определения фактических удельных показателей расхода энергии всех видов; в-третьих, для расчета технико-экономические показателей энергетического хозяйства предприятия. К числу основных технико-экономических показателей, характеризующих работу энергетического хозяйства, относятся: 1) себестоимость единицы энергоресурса; 2) доля затрат на энергию в себестоимости продукции; 3) расход энергии на единицу продукции; 4) размер вторичного использования энергоресурса; 5) энерговооруженность труда, представляющая собой количество энергии, приходящейся на одного рабочего в год; 6) коэффициент мощности ( cos  ) и коэффициент спроса, характеризующие степень использования и качества эксплуатации электрооборудования. 206 Глава 13. ОРГАНИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНОГО ХОЗЯЙСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ 13.1. Значение, задачи и структура транспортного хозяйства Работа современного машиностроительного предприятия, а также предприятия радиоэлектронной промышленности связана с перемещением значительного числа разнообразных грузов как за пределами завода, так и внутри него. На завод в общезаводские или прицеховые склады доставляются материалы, топливо, комплектующие изделия и другие материальные ценности, а со складов или непосредственно из цехов вывозятся готовая продукция и отходы производства. Внутри завода осуществляется транспортировка материалов, комплектующих и других изделий с общезаводских складов в цехи; заготовок, деталей, сборочных единиц - между цехами; готовой продукции и отходов - из цехов в соответствующие пункты назначения. Внутри цехов заготовки, детали и сборочные единицы в процессе изготовления и сборки перевозятся между кладовыми и участками, с одного участка на другой, а на участках - между рабочими местами. В соответствии с этим различают внешнюю и внутреннюю транспортировку грузов; последняя подразделяется на межцеховую и внутрицеховую. Внутризаводская и частично внешняя транспортировка грузов осуществляется с помощью различных транспортных средств, принадлежащих заводу. Транспортное хозяйство завода включает в себя все транспортные средства завода, осуществляющие внешние и внутренние перевозки, и все устройства общезаводского назначения (гаражи, ремонтные мастерские и т. д.). Перевозка грузов, погрузочно-разгрузочные и экспедиционные операции являются основными функциями транспортного хозяйства. Функции транспортного хозяйства завода не ограничиваются только перемещением грузов. Организация внутризаводского транспорта и его работа оказывают непосредственное влияние и на ход производственного процесса, и на себестоимость выпускаемой продукции. От работы транспорта зависят ритмичная работа рабочих мест, участков и цехов, а также равномерный выпуск заводом готовой продукции. Время, затрачиваемое на внутрицеховые и межцеховые перевозки, влияет на продолжительность производственного цикла. Затраты на содержание транспортного хозяйства на некоторых заводах составляют 10-15% суммы всех косвенных расходов в себестоимости продукции. В связи с этим основной задачей транспортного хозяйства завода является бесперебойная транспортировка грузов при полном использовании транспортных средств и минимальной себестоимости транспортных операций. Это достигается путем правильной организации транспортного хозяйства и четкого планирования работы транспорта, обоснованного выбора транспортных средств, повышения уровня механизации и автоматизации погрузочно207 разгрузочных работ. Применяемые на заводах транспортные средства классифицируются следующим образом: • по способу действия - прерывные и непрерывные; • по видам транспорта - рельсовые, безрельсовые, водные, подъемнотранспортные и специальный транспорт; • по назначению - внешние, межцеховые и внутрицеховые; • по направлению перемещения грузов - горизонтальные, вертикальные (лифты, подъемники), горизонтально-вертикальные (кран-балки, автопогрузчики); наклонные (монорельсовые дороги, конвейеры). Структура транспортного хозяйства завода зависит от характера выпускаемой продукции (габаритные размеры, масса); состава цехов; типа и масштаба производства. На крупных и средних предприятиях создается транспортный отдел, подчиненный непосредственно заместителю директора по общим вопросам или по маркетингу и сбыту (снабжение, сбыт, транспорт). Этот отдел объединяет ряд хозрасчетных единиц по видам транспорта (транспортный цех и др.). В состав транспортного отдела входят бюро (группы): планово-экономическое, диспетчерское, техническое,учета и др. Планово-экономическое бюро разрабатывает план производственнохозяйственной деятельности (транстехплан), определяет грузооборот по заводу и объем погрузочно-разгрузочных работ, рассчитывает потребность в транспортных и погрузочно-разгрузочных средствах, потребность в кадрах и фонд заработной платы, составляет смету затрат по транспортному хозяйству и калькуляцию себестоимости на отдельные виды услуг. Диспетчерское бюро осуществляет оперативно-производственное планирование работы транспорта, которое сводится к составлению квартальных, месячных и суточных планов перевозок и к оперативному регулированию транспортных работ. Методы построения планов определяются степенью устойчивости грузопотоков на заводе. Техническое бюро проводит техническую подготовку производства с целью комплексной механизации и автоматизации погрузочно-разгрузочных и транспортных операций; разрабатывает транспортно-технологические схемы, обеспечивающие стыковку отдельных звеньев транспортной сети предприятия и технологического оборудования; формирует альбомы чертежей по каждому виду подъемно-транспортного оборудования для изготовления запасных частей и проведения ремонтных работ. Бюро учета ведет паспортизацию всех видов транспортных средств, осуществляет бухгалтерский учет и отчетность работы транспортного хозяйства. Транспортный цех является материальной базой транспортного хозяйства. Цех, как правило, укомплектован различными транспортными средствами для осуществления межцеховых и внешних перевозок грузов. Для внешних перевозок используется, как правило, автомобильный и другой безрельсовый транспорт; для межцеховых перевозок - электрокары, 208 роботоэлектрокары, тележки и т. д. Для внутрицеховых перевозок применяют конвейеры различной конструкции, электротележки и другие специальные транспортные средства, закрепленные за соответствующими цехами предприятия. 13.2. Определение грузооборота предприятия, маршрутов транспорта и потребного количества транспортных средств Для правильного и бесперебойного транспортирования грузов необходимо обеспечить основные и вспомогательные цехи завода и транспортный цех достаточным числом соответствующих транспортных средств. Для расчета потребности в определенных видах транспортных средств и для последующей организации их работы необходимо определить грузообороты завода и цеха, грузовые потоки и номенклатуру транспортируемых грузов. Грузооборотом завода или цеха называется количество груза, подлежащего перевозке за определенный период времени (год, квартал, месяц, сутки, смену). Грузовой поток - это количество грузов, перемещаемых в определенном направлении между пунктами погрузки и выгрузки. Грузовой оборот завода равен сумме отдельных грузовых потоков. Грузооборот цеха определяется по таблице, состоящей из двух частей: поступления и отправления грузов. В каждой части таблицы указываются пункты, наименование и количество груза. Грузооборот завода рассчитывается на основе грузооборотов цехов и общезаводских складов в виде шахматной ведомости, которая дает наглядную картину грузооборота и служит основой для определения количества транспортных средств по соответствующим маршрутам (табл. 13.1). Таблица 13.1 Шахматная ведомость грузопотоков Куда Железнодорожная Общезаводсстанция кой склад Откуда Железнодорожная станция Цех №1 Цех №2 Цех №3 Склад отходов Итого вывезли - 10000 - - - - 10000 Общеза водской склад 7500 - 2000 8000 - - 17 500 Цех № 1 Цех № 2 Цех № 3 - 7500 - 1500 - 7500 - 500 2000 - 2000 9500 7500 209 Склад отходов Итого поступит - - - - - - - 7500 17500 2000 9500 7500 2500 46500 Маятниковые маршруты устанавливаются между двумя пунктами. Они могут быть односторонними, когда транспортные средства двигаются в одну сторону с грузом, а в другую — без груза, двухсторонними, когда грузы транспортируются в обоих направлениях, и веерными (рис. 13.1). Одностороннее А Двухстороннее А Б Двухстороннее Б Б В Г А Движение с грузом Движение без груза Рис. 13.1. Схема маршрутов Кольцевые маршруты устанавливаются при обслуживании ряда пунктов, связанных последовательной передачей грузов от одного пункта к другому. Кольцевой маршрут может быть с равномерно нарастающим и уменьшающимся объемом груза (рис. 13.2). Цех №2 Цех №3 Цех №4 Цех №1 Склад Цех №5 Рис. 13.2. Схема кольцевого маршрута Исходя из схемы грузопотоков и объема перевозок по каждой группе грузов выбирают транспортные средства и рассчитывают потребность в них. Число транспортных средств, необходимых для внешних и межцеховых перевозок, может быть определено по одной из формул: • при одностороннем маятниковом маршруте движения 210 n  N j  Qшт.j   2L  (13.1)  tз  tp  ,  q  K ис  Fэф  К см  60  Vср  - количество изделий j-го типоразмера (наименования), j1 K т.с  где Nj перевозимых в течение планового (расчетного) периода, шт.; Qшт. j - масса единицы изделия j-го типоразмера изделия, кг; q - грузоподъемность единицы транспортного средства; K ис - коэффициент использования грузоподъемности транспортного средства; Fэф - эффективный фонд времени работы единицы транспортного средства для односменного режима, ч; К см - число рабочих смен в сутки; L - расстояние между двумя пунктами маршрута, м; Vср - средняя скорость движения транспортного средства, м/мин; t з и t p - время на одну погрузочную и одну разгрузочную операции за каждый рейс, мин; j - номенклатура перевозимых изделий (J = 1, 2,.... n); • при двухстороннем маятниковом маршруте движения n  N j  Qшт.j K т.с   2L  2  tз  tp  q  K ис  Fэф  К см  60 Vср j1    ; (13.2)  Для кольцевых перевозок число транспортных средств рассчитывается по формулам: • с нарастающим грузопотоком n  N j  Qшт.j  2 L'  K пр  tз  tp  q  K ис  Fэф  К см  60 Vср • с затухающим грузопотоком j1 K т.с     ;  (13.3) n  N j  Qшт.j  L'   K т.с   tз  К пр  tр  ;  q  K ис  Fэф  К см  60  Vср  • с равномерным грузопотоком j1 (13.4) 211 n  N j  Qшт.j  L'   (13.5) K т.с   К пр  tз  tp  ;  q  K ис  Fэф  К см  60  Vср  где К пр - число погрузочно-разгрузочных пунктов; L' - длина всего кольцевого маршрута, м. Количество груза, перевозимого за одну смену, определяется по формуле j1   Q2 ; Д р  К см  Кн где Qг - - годовой грузооборот на данном маршруте, кг, т; Д р - число рабочих дней в году; Qсм  (13.6) К см - число смен в сутки; К н - коэффициент неравномерности перевозок (принимается К н =0,85). Время пробега транспортного средства по заданному маршруту рассчитывается по формуле Tпроб  L /Vср ; (13.7) Время, затрачиваемое транспортным средством на прохождение одного рейса, составляет Tp  2Tпроб  tз  tp или Tp  2Tпроб  2(tз  tp ) ; (13.8) Число рейсов, совершаемых единицей транспортного средства за сутки, рассчитывается по формуле t К К (13.9) P  см см ви , Тр где К ви - коэффициент использования фонда времени работы транспортного средства. Производительность одного рейса определяется по формуле П  Qсм / P ; (13.10) Для внутрицеховых перевозок количество транспортных средств определяется по одной из приведенных ниже формул. Число конвейеров для перевозки штучных грузов (деталей, сборочных единиц и т. д.). 212 Kш  Qc  lo ; 3,6  Qшт  Vср  tсм  К см  К ви (13.11) где Qc - суммарная масса транспортируемого груза в течение суток, кг; lo - шаг конвейера, м; 3,6- постоянный коэффициент; Vср - скорость движения конвейера, м/с; Qшт - масса одного транспортируемого изделия, кг; tсм - продолжительность смены. Число грузовых крюков на подвесном конвейере Ак  N c  Lp n и  Vср  tcм  К см  К ви ; (13.12) где N c - число транспортируемых изделий в течение суток, шт.; Lp - длина рабочей части конвейера; nи - число изделий, навешиваемых на один крюк, шт. Число электрокар для внутрицеховых перевозок K т.с   Qсм  К п  1  2 L  tз  tp  ;  q  K ис  tсм  К ви  Vcp  (13.13) где K n  1 - среднее число передач партии деталей между операциями, на склад и со склада за смену. Часовая производительность конвейера определяется по формулам: • при перемещении груза на подвесном крюковом конвейере q ч  3,6  Qшт  Vcp ; (13.14) lo • при перемещении штучных грузов в специальной таре по р штук на поточной линии qч  3,6  Qшт  p  Vcp ; lo где р - величина транспортной партии, шт. (13.15) 213 13.3. Организация, планирование и диспетчеризация работы транспортного хозяйства Планирование работы транспортного хозяйства разделяется на техникоэкономическое и оперативно-календарное планирование и диспетчеризацию. Технико-экономическое планирование заключается в разработке годового плана с разбивкой по кварталам. Как правило, этот план включает: а) производственную программу выпуска продукции заводом; б) план по труду; в) лимиты материально-технического обеспечения; г) план по себестоимости транспортных работ; д) план организационно-технических мероприятий; е) сводку технико-экономических показателей. При планировании определяются: грузооборот и объем погрузочноразгрузочных работ, потребность в транспортных и погрузочно-разгрузочных средствах (шахматная ведомость, грузовые потоки и расчеты потребности в транспортных средствах); потребность в кадрах и фонды заработной платы; потребность в топливе (горючем) и смазочных материалах; объемы ремонтных работ и потребность в материалах и запасных частях; цеховые расходы (смета затрат). Кроме того, составляются смета затрат по транспортному хозяйству и калькуляция себестоимости транспортных услуг. Себестоимость транспортных услуг определяется в виде двух показателей: себестоимости транспортировки 1 т груза и себестоимости погрузки и выгрузки 1 т груза. Расчеты по планированию проводятся на основе технически обоснованных норм работы транспортных средств, материальных затрат и других плановых нормативов. Услуги транспортного цеха, оказываемые другим цехам, рассчитываются по цеховой себестоимости. Работы, выполняемые транспортным цехом для своего хозяйства, оцениваются исходя только из статей основных расходов без включения цеховых и общехозяйственных расходов. Оперативно-календарное планирование работы транспортного хозяйства состоит в разработке месячных программ и сменно-суточных заданий на перевозки и погрузочно-разгрузочные работы, а также в текущем регулировании работы транспортных средств. Месячная программа составляется на основе квартального плана и дополнительных месячных заявок на перевозки грузов, поступающих из цехов, со складов, из отделов (снабжения и сбыта) до начала планового месяца. В зависимости от типа производства организация и, сменно-суточное планирование транспортных работ изменяются. В крупносерийном и массовом производствах грузопотоки являются относительно устойчивыми согласно шахматной ведомости. Это позволяет организовывать перевозку грузов по постоянным маршрутам, а работу транспортных средств - по постоянному графику (стандартный план межцеховых перевозок грузов). В серийном производстве грузопотоки менее устойчивые, чем в крупносерийном и массовом, поэтому перевозки грузов организуются как по 214 постоянным, так и по разовым маршрутам. На разовые маршруты цехи, склады и отделы накануне плановых суток подают транспортному цеху заявки на перевозку грузов (в счет месячного плана), которые должны быть выполнены в течение следующего дня. На основе этих заявок диспетчер составляет сменносуточное задание по перевозке грузов на следующий день, указывая в нем, как распределяются транспортные средства по отдельным участкам работы и разовым маршрутам. На перевозки по постоянным маршрутам заявки не подаются, а транспортные средства работают по постоянному графику. В единичном и мелкосерийном производствах при отсутствии устойчивых грузопотоков перевозки грузов осуществляются в основном по разовым маршрутам. Сменно-суточное задание составляется на основе поступивших в транспортный цех заявок из основных цехов завода, отделов и со складов. Работа внешнего транспорта планируется на основе сведений о поступлении и отправке грузов, присылаемых отделами снабжения и сбыта. Диспетчеризация транспортной работы заключается в составлении графиков и сменно-суточных заданий по перевозке грузов, в оперативном регулировании и контроле за их выполнением. В своей работе диспетчер транспортного хозяйства тесно связан с диспетчерской службой завода и диспетчерами цехов. К техническим средствам, которые он использует, относятся: диспетчерские табло, схемы, графики, радио и телефонная связь, сигнализация и др. Оперативное регулирование сводится к наблюдению за выходом на линию определенного графиком и сменно-суточными заданиями количества транспортных средств, к контролю за выполнением суточного плана перевозок, к ликвидации аварий, замене транспорта в случае поломок. Оперативный учет по работе транспортного хозяйства осуществляется в суточном и месячном разрезах: суточный рапорт о работе транспортного цеха и месячный отчет о производственной и хозяйственной деятельности транспортного хозяйства в целом. В сводку технико-экономических показателей включаются: • коэффициент использования парка транспортных средств по времени (число часов фактической работы парка, деленное на фонд рабочего времени парка); • коэффициент использования пробега (пройденное расстояние с грузом в километрах, деленное на полный пробег с грузом и порожняком); • коэффициент использования тоннажа (фактическое количество перевезенного груза в тоннах, деленное на номинальную амортизацию оборудования, умноженную на число поездок); • себестоимость 1 машино-часа, рассчитываемая по формуле S pn  З  А  R  e  M  n р , (13.16) где 3 - заработная плата с начислениями обслуживающего персонала; А - амортизация оборудования; 215 R - расходы на текущий ремонт оборудования; е - стоимость энергоресурсов (топлива); М - затраты материалов (смазочные, обтирочные и др.); П р - прочие расходы (связанные с уходом и надзором). • себестоимость переработки 1 т груза, составляющая S т  S рп / Q , (13.17) где Q - масса груза, перевозимого за 1 ч, т; • расход энергии (топлива) - нормы и отклонения; • расход смазочных и обтирочных материалов - нормы и отклонения. Глава 14. ОРГАНИЗАЦИЯ СКЛАДСКОГО ХОЗЯЙСТВА ПРЕДПРИЯТИЯ 14.1. Задачи и структура складского хозяйства Складское хозяйство является важнейшей частью любого предприятия, поскольку оказывает непосредственное влияние на ход производственных процессов. Подавляющее большинство материальных ценностей предприятий проходит через склады, поэтому они занимают значительную часть заводской территории. К основным задачам складского хозяйства относятся: • организация постоянного и бесперебойного снабжения производства соответствующими материальными ресурсами; • обеспечение их количественной и качественной сохранности; • максимальное сокращение затрат, связанных с осуществлением складских операций; • комплектование деталей и других материальных ценностей, подбор, дозировка и прочие операции подготовительного или заключительного характера. Как правило, на складах выполняется большой объем погрузочноразгрузочных работ и работ по перемещению материальных ценностей. Поэтому основным направлением в развитии складского хозяйства являются комплексная механизация и автоматизация работ, улучшение использования складских помещений, а также организация материально-технического снабжения на основе оптовой торговли, внедрения систем материальнотехнического снабжения типа "точно вовремя" (в США, это называется "джит", в Японии - "канбан"), которые значительно сокращают объем складских запасов. Складское хозяйство предприятия состоит из различных складов и кладовых, которые можно классифицировать по следующим признакам. 1.По назначению и подчиненности: •материальные - подчиняются отделу материально-технического 216 снабжения; принимают и хранят используемые в производстве материалы и выдают их в производство; • сбытовые - подчиняются отделу сбыта; принимают, хранят и отпускают готовую продукцию завода для ее реализации; • производственные - подчиняются производственно-диспетчерскому отделу это разного рода цеховые кладовые и общезаводские склады, обеспечивающие производственный процесс предметами и средствами труда; • склады запасных частей - подчиняются отделу главного механика; принимают, хранят и отпускают детали и другие материальные ценности для проведения всех видов ремонтов оборудования и других видов производственных фондов; • инструментальные склады - подчиняются инструментальному отделу; принимают, хранят и отпускают цехам все виды инструментов и приспособлений; • склады отдела главного энергетика, отдела автоматизации и механизации, отдела главного метролога, отходов и утиля. 2. По масштабу работы: центральные, общезаводские, прицеховые и цеховые. Центральные и общезаводские склады обслуживают весь завод и занимают, как правило, отдельную площадь на территории завода (непроизводственную). Прицеховые склады находятся при каких-либо цехах, служат для хранения материальных ценностей группы цехов (спецодежды, мыла, хозяйственных товаров и прочих ценностей). Цеховые склады являются цеховыми подразделениями, обслуживают определенный цех и занимают его производственную площадь. Они подразделяются на склады материалов, заготовок, полуфабрикатов, инструмента и т. п. 3. По роду и назначению хранимых материалов различают склады универсальные (для хранения разнообразных материальных ценностей) и специальные (для хранения однородных материалов, например черных металлов, цветных металлов, горючих материалов и др.) 4. По техническому устройству и в зависимости от свойств материалов различают склады открытые (оборудованные площадки), полузакрытые (площадки с навесами) и закрытые (отапливаемые и не отапливаемые). Склады оснащаются различными стеллажами и унифицированной тарой, мостовыми кранами, кран-балками, монорельсами и тельферами, конвейерами, штабелерами, авто- и электрокарами, робоэлектрокарами. В гибких производственных системах используются специальные стеллажи, предназначенные для размещения плоских и ящичных поддонов. Такие стеллажи представляют собой систему ячеек по вертикали и горизонтали, которая позволяет применять кодовую шифровку и средства автоматизации погрузочно-разгрузочных работ. Склады с этими стеллажами являются неотъемлемой частью автоматизированно-транспортной системы гибкого автоматизированного производства. Склады также должны быть оснащены измерительным оборудованием: весами, кружками, мерниками, счетчиками, линейными мерами для измерения длины, высоты и диаметров (метрами, рулетками, штангенциркулями и т. п.). 217 Техническое оснащение складов зависит от рода, формы и количества хранимых материалов; типа, характера и расположения складских помещений, а также от существующей системы вне складской транспортировки материалов. 14.2. Организация складских операций Рациональная организация складских операций позволяет руководству предприятия иметь необходимые сведения о наличии товаро-материальных ценностей на складах и своевременно принимать решения об их пополнении и бесперебойном обеспечении производства. Организация складских операций включает следующие основные элементы: приемку, хранение, учет и контроль за отпуском материальных ценностей. Приемка материалов бывает количественная и качественная. В приемке участвуют работники складов и специалисты, имеющие дело с принимаемыми ценностями. Например, в приемке оборудования принимают участие работники ОГМ, в приемке основных материалов для производства продукции - работники ОТК. Поступающие на склады материальные ценности сопровождаются соответствующими документами (накладными, счетами-фактурами, спецификациями). На складах проверяют, насколько количество и качество поступающих материальных ценностей соответствует сопровождающим их документам. Материалы, поступившие без накладных или актов ОТК о приемке, хранятся отдельно до их оформления. На принятые материалы составляются приемочные акты или ордера. На забракованные материальные ценности составляются оперативно-технические акты, служащие в дальнейшем основанием для предъявления рекламаций поставщикам. Непринятые материалы поступают на ответственное хранение до получения указаний от поставщика об их дальнейшем использовании. Правильное определение количества и качества принимаемых материальных ценностей устраняет возможность злоупотреблений, а также содействует борьбе с потерями материалов. В случае функционирования АСУП со склада передается сводка о поступлении материала в вычислительный центр завода. Хранение материальных ценностей. За каждой группой товарноматериальных ценностей на складах закрепляется определенное место. При этом необходимо, чтобы обеспечивались: удобство выполнения приемных и отпускных операций; максимальная механизация и автоматизация загрузки, погрузки и перемещений; сохранность количества и качества; противопожарная безопасность; легкость проверки качества и количества; наиболее полное использование площади и кубатуры складских помещений. Учет товарно-материальных ценностей на складах должен отражать их движение (приход и расход), а также их наличие. Учет материалов ведется на карточках, которые открывают для материала каждого вида. В карточках отражаются величина минимального, максимального и страхового запасов 218 (установленных); наличие, поступление и расход. Об уровне запаса сообщается соответственно ОМТС, инструментальному отделу или другому подразделению завода. Бухгалтерия завода должна контролировать и анализировать работу всех заводских и цеховых складов, строго проводя принцип материальной ответственности складских paботников за правильное использование вверенных им ценностей. Контроль работы складов бухгалтерией завода проводится по приходно-расходным карточкам складов и учетным карточкам. При этом учитываются установленные нормы потерь, осуществляется систематическая инвентаризация складов и сопоставляются фактические и документальные остатки товарно-материальных ценностей. Задачи анализа складских операций сводятся к: а) выявлению и пресечению всех случаев сверхлимитной выдачи материальных ценностей цехам; б) обеспечению правильного учета движения материальных ценностей по складам; в) обеспечению своевременной выдачи материалов из заводских складов в цеховые, а из цеховых - на производственные участки; г) проверке правильности установленных размеров страховых запасов, точек заказа и максимальных запасов; д) определению размеров и причин потерь материальных ценностей на складах. Для отпуска материалов в производство целесообразно организовать на складах (при складах) их подготовку, которая сводится к централизованному раскрою, резке, правке и расфасовке материалов. Этим сокращаются затраты на транспортировку, сохраняются и лучше используются отходы и товарноматериальные ценности. Отпуск материалов цехам осуществляется по лимитным картам, в пределах установленного месячного лимита. Когда лимит использован полностью, дальнейший отпуск материалов прекращается. Цех может получить необходимый материал лишь с разрешения директора предприятия. Все операции по приходу и расходу заносятся в карточки складского учета, где отдельно указывают приход и расход, и после каждой записи выводят остаток. Остатки, числящиеся по учетным карточкам, сверяются с нормами запаса. Организация отпуска материальных ценностей может быть пассивной или активной. При пассивной системе потребители получают на складах товарно-материальные ценности по материальным требованиям или лимитным картам и своими средствами транспорта доставляют их в цех. Такая система применяется в единичном и мелкосерийном производствах. При активной системе на складе заранее подготавливают материалы и доставляют их в цех к рабочим местам точно по графику своими средствами транспорта. Эта система применяется в крупносерийном и массовом производствах. Надлежащая организация выполнения складских операций - необходимое условие экономного использования материалов, обеспечения их сохранности и качества, низких затрат на хранение. 219 14.3. Расчет потребности предприятия в площадях под складские помещения При сооружении склада необходимо оборудовать его подъездными путями, учесть погрузочно-разгрузочные фронты, обеспечить пожарную безопасность, определить массу различных материалов и места их хранения внутри склада, число стеллажей и исходить из допустимой нормы нагрузки на 1 м2 площади пола. Вся площадь склада делится на: • грузовую или полезную, непосредственно занимаемую под материальными ценностями; •оперативную, которая предназначается для приемно-отпускных операций, сортировки, комплектования материальных ценностей, а также для проходов и проездов между штабелями и стеллажами, для размещения весовой и измерительной техники, служебных помещений, конструктивную, занимаемую под перегородки, колонны, лестницы, подъемники, тамбуры и т. п. Соотношение между полезной площадью склада ( Sпол ) и общей площадью ( Sобщ ) называется коэффициентом использования площади склада, который определяется по формуле (14.1) Кисп  Sпол : Sобщ , Величина этого коэффициента зависит от способа хранения материальных ценностей. Например, при хранении в штабелях он равен 0,70,75, а при хранении на стеллажах -0,3-0,4. Расчет полезной площади склада может производиться: а) по способу нагрузок; б) по способу объемных измерителей. По способу нагрузок полезная площадь ( Sпол , м 2 ) определяется по формуле (14.2) Sпол  Z max : qд ; где Z max - максимальный складской запас материала, хранимого в штабелях и емкостях, т, кг; q д - допустимая нагрузка на 1 м2 площади пола склада (согласно справочным данным), т/м2, кг/м2. По способу объемных измерителей полезная площадь рассчитывается по формуле Sпол  Sст  nст ; (14.3) 220 где Sст - площадь, занимаемая одним стеллажом, м2; nст - число стеллажей, необходимых для хранения данного максимального запаса материала, определяемое по формуле (расчетное) Z max ; (14.4) Vo  K зп  qy где q y - плотность (объемный вес) хранимого материала, т/м3; кг/см3; ncт  г/см3; K зп - коэффициент заполнения объема стеллажа; Vo - объем стеллажа в м3 (см3), определяемый по формуле Vo  a  B  h ; где а - длина стеллажа, м; В- ширина стеллажа, м; h - высота стеллажа, м. (14.5) Принятое число стеллажей устанавливается после проверки соответствия допустимой нагрузки. Расчет осуществляется по формуле nст  Z max ; Sст  qy (14.6) Общая площадь склада (с учетом коэффициента использования площади) рассчитывается по формуле S  Sпол : K исп ; (14.7) Размер площади под приемочно-отправочные площадки определяется по формуле Sпр.о  З  S тр  Спр.т.с ; (14.8) где 3 - коэффициент, показывающий, что высота укладки материалов на площадках должна быть в 3 раза меньше высоты укладки на транспортных средствах; S тр - площадь, занимаемая единицей транспортного средства, м2; Спр.т.с количество транспортных средств, находящихся одновременно под погрузкой-разгрузкой. Служебные помещения складов рассчитываются исходя из нормы 2,5-6 2 м на одного работника. Ширина проходов между стеллажами и штабелями устанавливается 0,80,9 м, а для проезда тележек - 1,1 -1,2 м. Через каждые 20-30 м должны быть 221 сквозные проезды. 14.4. Особенности организации автоматизированных складов Автоматизированные склады играют важную роль в работе ГПС. Они создаются на различных этапах технологического процесса, в частности в начале производственного участка для складирования исходных материалов, на отдельных участках ГПС - для складирования заготовок (оборотных заделов) и в конце участка ГПС или в определенном помещении - для складирования готовой продукции. В составе ГПС они выполняют две основные функции: оперативную и накопительную. Оперативная функция состоит в хранении и доставке на рабочие места заготовок и полуфабрикатов, составляющих межоперационные заделы, а также комплектов технологической оснастки, которая после выполнения операции возвращается на склад в секцию подготовки оснастки и инструмента. Накопительная функция заключается в хранении страховых заделов, а также готовых деталей, предназначенных для комплектации и подачи на сборку. В автоматизированных складах материалы, заготовки и другое хранятся в ячейках на специальных стеллажах. В этих складах широко используются различные средства механизации и автоматизации складских операций: подвесные, ленточные, и другие конвейеры, специальные штабелевочные краны. Кроме того, в этих складах для штучных заготовок и изделий применяется специальная транспортно-складская тара, а также средства для автоматизированного управления складом. Особую группу составляют механизмы, предназначенные для укладки грузов в стеллажах или укладки одного груза на другой. Система управления автоматизированным складом работает, как правило, в трех режимах: 1) наладочном - перемещение исполнительных органов склада осуществляется с наладочного пульта управления; 2) полуавтоматическом каждый технологический процесс выполняется с пульта управления складом; 3) автоматическом - технологические процессы выполняются по команде от ЭВМ ГПС. Глава 15. СИСТЕМА СОЗДАНИЯ И ОСВОЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ 15.1. Организационные и экономические задачи системы Проблему эффективного создания и освоения новой техники целесообразно рассматривать с классификации относящихся к этой проблеме понятий и задач. Новая техника - это результат научно-технического достижения, способствующего при его производстве и реализации развитию 222 производительных сил и удовлетворению потребностей общества в продукции более высокого качества, чем известные ранее прототипы или аналоги. Такое локальное определение должно быть раскрыто более подробно на основе анализа существующих подходов к этому определению. Все известные определения понятия "новая техника" можно разделить на два основных направления. Для одного из них за основу отнесения техники к категории новой или старой принимается лаг, т. е. срок, прошедший с того или иного момента появления и реализации изделий. Это направление условно можно назвать количественным аспектом. К нему следует отнести и стоимостную оценку. Косвенно величина денежных затрат (как и затрат времени), необходимых или фактически имевших место при выполнении той или иной стадии цикла создания и освоения новой техники (СОНТ), может характеризовать и сложность создаваемой техники. Для другого направления за основу принимается технический уровень новой техники, т. е. существенность ее новизны. Условно это направление можно назвать качественным аспектом. Тесно связанный с техническим уровнем качественный аспект технического новшества оценить значительность труднее, чем количественный. С учетом разнообразия объектов по степени их новизны предлагается классификация понятия новой техники (рис. 15.1). Анискин Ю. П., Моисеева Н. К., Проскуряков А. В. Новая техника: повышение эффективности создания и освоения. - М.: Машиностроение, 1984. 223 Аспекты классификации новой техники Количественный аспект (величина лага) Качественный аспект А Устройства и способы От появления новой идеи А1 От начала разработки А2 От начала освоения А3 От начала развёрнутого производства А4 От начала эксплуатации (потребления) А5 Технический уровень (изделия) В Принципиальная В1 консультация Техническое усовершенство вание В2 освоенной продукции Создание параметрческого В3 ряда изделий Переемственность на базе известных конструкций В4 Изменение внешнего вида В5 Новая технология (способы) Технология для изготовления новой техники С’ С Технология для повышения эф- С” фективности производства Принципиально С1 новая технология Изменённая технология (оснастка) С2 Технология, освоенная на других предприятиях С3 Освоенная технология для С2 новой продукции Рис. 15.1. Основные аспекты классификации понятия новой техники В верхней части классификации расположены более "весомые" характеристики и представители новой техники. Например, при количественной оценке срок, отсчитываемый от появления новой идеи А, имеет решающее значение в качестве показателя давности первопоявления нового достижения. Однако по различным причинам новая идея может находиться длительное время в забвении. Толчком к ее реализации может послужить 224 успешное развитие научного поиска, что приведет к разработке технической документации A2 и освоению в производстве нового изделия A3 . Новизна продукции может определяться и от начала развертывания выпуска новой техники A4 . С точки зрения потребителей, использующих новую технику, правомерно определение новизны от начала ее широкой эксплуатации и потребления A5 . Этот срок определяется не эксплуатацией данным конкретным потребителем, а появлением новой продукции на рынке. Необходимость преодоления отставания в темпах освоения новой техники в производстве является наиболее актуальной и близкой к производству задачей, поэтому далее для отсчета уровня новизны в его количественном изменении принят срок от начала освоения A3 . Однако это не означает, что не следует сокращать сроки доведения научных исследований до их полной готовности к возможной промышленной реализации. Три верхних уровня ( A1, A2 , A3 ) количественной оценки новизны появляющихся научно-технических достижений определяют сроки материализации научных идей. С позиции качественного аспекта классификации новой техники технический уровень следует делить на несколько ступеней. Наибольшей новизной, а следовательно, в большинстве случаев патентоспособностью обладают такие объекты новой техники или технологии, которые относятся к уровням B4 и C1 . Эти объекты требуют гораздо больших затрат времени, труда и средств при их освоении в производстве, чем, например, относимые к уровню B4 устройства, которые отличаются высокой преемственностью от ранее выпускавшихся изделий, или технологические процессы, соответствующие уровню C4 . Освоить такие процессы на предприятии относительно легко, так как можно опереться на опыт родственных предприятий. Объекты уровней B2 и B3 , а также C2 и C3 по сложности освоения занимают промежуточное положение между первым и четвертым уровнями. Изделия, отличающиеся своим внешним видом (уровень B5 ), обычно наиболее просты в освоении. Для технических новшеств высокого технического уровня, а также организационно-технологических структур их производства важнейшим вопросом является прогнозирование. Целью прогнозирования развития научноисследовательских работ (НИР), опытно-конструкторских разработок (ОКР), конструкторской и технологической подготовки производства продукции новых видов и организационно-технологических структур является определение главных направлений будущих исследований и разработок с целью концентрации усилий на них. Наряду с прогнозированием важнейшей предпосылкой для создания новой техники и новой технологии является наличие соответствующей информации. От успешного исследования таких компонентов, как определение цели (какая техника должна быть создана), прогнозирование, информация, а также экономико-математическое моделирование, зависит успех создания и освоения новой техники, придания ей новых качественных свойств. 225 15.2. Жизненный цикл новой техники Разработать и внедрить в производство изделие новой модели - значит превратить знания, новую идею в готовый продукт. Превращение знания в продукт требует затрат времени и крупных единовременных денежных расходов, величина которых тем больше, чем выше уровень новизны продукции и чем чаще происходит смена моделей изделий. Это в свою очередь влечет за собой удорожание изделий в сфере их производства. Так, затраты на изготовление новой модели изделия в первый год его выпуска превышают в два раза и более затраты пятого года выпуска. Это несомненно снижает уровень эффективности производства новой техники, а иногда приводит к большим убыткам. Эти на первый взгляд противоречивые обстоятельства, связанные с быстрыми темпами технического прогресса, требуют такого периода смены моделей продукции, т. е. жизненного цикла продукции, при котором суммарные затраты на разработку и внедрение новых моделей, а также потери от нормального износа были бы минимальны, а уровень экономической эффективности их был бы максимальным. Время, в течение которого знания превращаются в продукт, т. е. разработка новой продукции, ее освоение и изготовление на предприятии вплоть до снятия с производства, принято называть ее жизненным циклом (рис. 15.2). ТП ОКР КПП 4 НИР 1 ТПП 2 3 ОПП ОСП ПиР Э 5 6 У 7 Первый период t1 Второй период t2 Жизненный цикл изделия t Рис. 15.2. Структура жизненного цикла изделия В жизненном цикле новой продукции можно выделить два характерных периода: первый - это время, в течение которого осуществляется разработка 226 новой продукции, и второй -время, в течение которого новая продукция осваивается, производится и реализуется до полного прекращения выпуска. В первый период жизненного цикла изделия включается полный комплекс работ по созданию новой техники, состоящий из ряда стадий, этапов и отдельных работ, выполняемых для обеспечения ее существования. Первый этап жизненного цикла нового изделия начинается со стадии научно-исследовательской работы (НИР). В процессе этой стадии возникают и проходят всестороннюю проверку новые идеи, реализуемые иногда в виде открытий и изобретений. Теоретические предпосылки решения научной проблемы проверяются в ходе опытно-экспериментальных работ. Вторая стадия - опытно-конструкторская работа (ОКР) -переходная стадия от научных исследований к производству. На этой стадии идеи, возникающие в процессе НИР, практически претворяются в техническую документацию и опытные образцы. На третьей стадии, конструкторской подготовки производства (КПП), осуществляется проектирование новой техники: разработка чертежей и технической документации. Четвертая стадия - технологическая подготовка производства (ТПП). Здесь разрабатываются и проверяются новые технологические процессы, проектируется и изготавливается технологическая оснастка для производства новой техники. Пятая стадия - организационная подготовка производства (ОПП). На этой стадии выбираются методы и моделирующие процессы перехода на выпуск новой продукции, проводятся расчеты потребности в материалах и комплектующих изделиях, определяются календарно-плановые нормативы (продолжительность производственного цикла изготовления нового изделия, размеры партий, период чередования партий изделий и др.). На шестой стадии, отработки в опытном производстве (ООП) новой конструкции изделия, осваивается выпуск опытного образца, проводится отладка новых технологических процессов, проверка и оценка "жизнеспособности" новой продукции. В этот период жизненного цикла изделия предприятие затрачивает крупные средства - "работает" на новую продукцию. Во второй период жизненного цикла изделия включается седьмая стадия освоение его в промышленном производстве (ОСП). На этой стадии создаются условия для промышленного производства нового изделия. Практика показывает, что иногда и на этой стадии возникают конструкторские изменения и вызванные ими или независимые от них изменения в технологических процессах. Поэтому на стадии освоения производства возникает необходимость определения рациональной степени отработки технологической документации, целесообразного уровня оснащенности производства специальными видами оснастки и оборудования. Стадия освоения является связующим звеном с фазой производства и реализации изделия (ПиР), в процессе которой осуществляются изготовление деталей и сборочных единиц, сборка и испытание изделия в соответствии с 227 технологической и конструкторской документацией, утвержденной руководством предприятия. Точное соблюдение технологического процесса - одно из важнейших организационных условий борьбы за эффективное внедрение новой техники, высокое качество продукции и высокие технико-экономические показатели производства. Важным составным элементом производственной фазы является реализация новой продукции. Завершающим этапом жизненного цикла является эксплуатация новой продукции (Э) - период, когда эта продукция используется в соответствии с ее назначением и приносит экономический эффект, до момента утилизации (У). Следует отметить, что во второй период жизненного цикла изделия предприятие - изготовитель новой техники получает доход от ее реализации: "новая продукция работает на предприятие". Казалось бы, предприятию выгодно продлить второй период жизненного цикла изделия на максимальный срок, поскольку в это время оно не несет дополнительных расходов на разработку и внедрение новой продукции. Однако этот период имеет свой предел, определяемый экономическими и социальными факторами. Дело в том, что новая продукция с момента ее появления обеспечивает социально-экономический эффект лишь до определенного времени, после которого она морально стареет и ее дальнейшее производство и использование приносят ущерб предприятию независимо от ее стоимости (резко снижается, а иногда и полностью прекращается спрос на нее, и, как следствие, уменьшается прибыль и возрастают убытки). Другими словами, с момента появления новой продукции эффект от ее использования быстро повышается до определенной максимальной величины, которая затем начинает уменьшаться до нуля или даже до отрицательной величины. На рис. 15.3 приведен типичный график изменения затрат и эффекта в различные периоды жизненного цикла новой продукции. 228 а Доходы Затраты б Доходы Затраты t1 t2 t3 Жизненный цикл t Рис. 15.3. Изменение затрат и эффекта в течение жизненного цикла нового изделия: а - годовые затраты и доходы; б - накопительные затраты и доходы; t1 - время разработки; t 2 - время освоения производства; t3 - время серийного производства Кривые жизненного цикла изделия в системе маркетинга приведены на рис. 15.4. Поведение кривых показывает, что в зоне освоения и начала промышленного производства увеличение объема выпуска готовой продукции и рост прибыли (эффекта) достигаются медленно из-за большой сложности самого процесса освоения. 229 Снятие с производства Объем производства и сбыта Эконмический эффект (прибыль) Освоение и начало промышленного производства Рост объема выпуска и сбыта Зрелость производства продукции Насыщение рынка продукцией Падение сбыта и выпуска продукции Рис. 15.4. Кривые жизненного цикла изделия в системе маркетинга Следующая зона характеризуется более резким увеличением объема выпуска продукции и ростом прибыли. Третья зона - зона зрелости. Здесь достигаются стабильность выпуска продукции и максимальный экономический эффект (рост прибыли). Четвертая зона - зона насыщения рынка новой продукцией. Объем производства прекращает свой рост, и экономический эффект уменьшается. В этот период необходимо широко развернуть научноисследовательскую и опытно-конструкторскую работу по разработке нового изделия или модернизации выпускаемого. Наконец, наступает зона резкого спада выпуска изделия и снятия его с производства, когда существенно снижается прибыль (экономический эффект) и даже возможны убытки. 15.3. Система представления процессов создания и освоения новой техники Множество факторов и переменных, влияющих на процессы создания и освоения новой техники (СОНТ), предопределяет использование системного подхода при организации этих процессов. Системный подход необходим для рассмотрения любых сложных проблем, в том числе и проблемы СОНТ. Он означает прежде всего представление рассматриваемой проблемы в виде 230 комплекса взаимозависимых элементов, которые образуют сложное единство. Элементы системы располагаются в соответствии с определенной схемой, которая в случае реализации комплекса технологических процедур отражает тот или иной технологический процесс. При этом комплекс не является простой суммой частей. Системный подход благодаря взаимодействию входящих в комплекс частей или элементов обеспечивает усиление функции, ведущей к достижению поставленной цели и получению эффекта. Поэтому соединение науки, техники и производства должно быть наиболее тесным, взаимосвязанным в одной системе. Полный комплекс работ по созданию и освоению новой техники включает все стадии жизненного цикла изделия: 1) научно-исследовательские работы; 2) опытно-конструкторские работы; 3) конструкторскую подготовку производства; 4) технологическую подготовку производства; 5) организационную подготовку производства; 6) отработку нового изделия в опытном производстве; 7) освоение нового изделия в промышленном производстве (рис. 15.5). Первые две стадии охватывают работы, которые по своему содержанию не относятся к производству. Как правило, они выполняются в отраслевых НИИ и КБ и являются первым этапом системы СОНТ. Фазы и стадии цикла СОНТ Исходная фаза Заключительная фаза Информационная подготовка Техническая подготовка 1 НИР 2 ОКР 3 КПП 4 ТПП 5 ОПП 7 ОСП Экономическая проработка (ФСА) 6 ООП Рис. 15.5. Структура системы СОНТ 231 Последующие четыре стадии составляют второй этап системы СОНТ. Они обеспечивают техническую подготовку производства (ТП) и выполняются проектными организациями или отделами главного конструктора и главного технолога предприятия - изготовителя новой техники. Седьмая стадия непосредственно создает условия для промышленного производства нового изделия. Условно стадии создания нового изделия, включая НИР, ОКР, КПП и частично ТПП, относятся к исходной фазе цикла СОНТ, а частично стадия ТПП и остальные стадии ОПП, ООП и ОСП относятся к заключительной фазе. Все работы цикла СОНТ и прежде всего стадии исходной фазы требуют широкого информационного обеспечения, т. е. соответствующей информационной подготовки, а также экономической проработки. Последняя выполняется на каждой стадии цикла с различной степенью глубины в зависимости от того, насколько данная стадия влияет на эффективность изготовления нового изделия. Стадии заключительной фазы ни в крем случае не должны быть оторваны от исходных. Тесная увязка стадий исходной фазы позволяет соединять в одну систему все подразделения, выполняющие работы по созданию и освоению выпуска нового изделия. Исследуя работы по созданию и освоению новой техники как систему, можно целенаправленно стремиться к ее оптимизации по тому или иному выбранному критерию. Подключение к системе технической подготовки работ по НИР и ОКР во много раз усложняет задачу управления и координации системы СОНТ, и в то же время при хорошо организованном управлении и четкой координации проведения всех стадий процесс СОНТ во много раз облегчает достижение конечной цели. Одновременно с этим снижаются затраты на освоение и переход на выпуск новой продукции. Систему СОНТ следует рассматривать как открытую систему. Она обменивается информацией, энергией, материальными носителями с окружающей средой. Входами системы СОНТ являются результаты фундаментальных и особенно прикладных исследований, а также плановые задания, установленные сроки, материалы и комплектующие изделия, выходом - готовая продукция, поступающая в сферу потребления (эксплуатации). Открытая система должна быть организована так, чтобы она имела возможность усваивать достаточно входов из своего окружения и возмещать выходы плюс потребляемые в процессе работы энергию, материальные и другие ресурсы. В этом случае система будет функционировать устойчиво и, как говорят, будет находиться в состоянии динамического гомеостаза. Иными словами, устойчивое состояние системы СОНТ предполагает непрерывное движение и постоянный выпуск новой продукции, проходящей в процессе своего создания все стадии этой системы. Системный подход предусматривает постановку цели, требует выявления-содержания входных и выходных потоков информации, установления критериев оптимизации. Реализация системного подхода 232 невозможна без использования основ прогнозирования, информатики и математического моделирования. Особенно важны методы моделирования, которые позволяют не только исследовать сложные процессы в режиме опережающего анализа, но во многих случаях оптимизировать эти процессы. Цикл и процессы СОНТ могут и должны быть оптимизированы с учетом заданного технического уровня и качества новых изделий; сокращения цикла СОНТ; увеличения объемов выпуска новой продукции на стадии процесса СОНТ; расширения номенклатуры отрабатываемых изделий; повышения эффективности выполнения стадий, входящих в процессы СОНТ; экономии денежных затрат и трудовых ресурсов на всех стадиях и особенно при развертывании выпуска новой техники. Глава 16. ОРГАНИЗАЦИЯ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ И ОПЫТНО-КОНСТРУКТОРСКОЙ РАБОТЫ 16.1. Роль науки в обеспечении технического прогресса и совершенствовании производства Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, как правило, объединяют общим названием "наука". Это очень широкое понятие, которое охватывает все процессы, связанные с зарождением новой идеи до воплощения ее в виде новых теоретических положений, создания новых приборов, механизмов, машин, изделий и т. д. В настоящее время роль науки в развитии общественного производства и создании новой конкурентоспособной техники и технологии исключительно велика. В условиях научно-технической революции ни техника, ни производство, ни потребление не могут развиваться и совершенствоваться без выполнения комплекса современных научных исследований и разработок. В свою очередь для развития науки необходимы современные средства измерения, промышленные установки и другое оборудование, а также производственная база. Происходит взаимное "проникновение" элементов систем науки, техники, производства и потребления, усложнение этих систем и укрепление связей между ними, образование и развитие комплексной четырехзвенной системы (рис. 16.1). 233 Наука 5' 3' 5 2 1 3 Техника 1' Производство 2'’ 1'’ 2' 4 Эксплуатация (потребление) 6 Рис. 16.1. Структурная схема системы "наука - техника - производство потребление": 1 - средство научного исследования; 1' - средство производства; 1'' средство потребления; 2, 2' , 2" и - объекты исследования, производства и потребления или эксплуатации; 3 и 3' - формы и методы организации и управления процессом производства и потребления или эксплуатации; 4 продукты труда; 5 и 5" - постановка научной проблемы; 6 - информация о качестве производимых объектов, поступающая из сферы потребления Поскольку система "наука - техника - производство - потребление" является организационно-технической, для нее, как и для любых систем такого вида, характерен динамизм, т. е. непрерывная изменчивость пространственновременных связей элементов системы и состояния системы в целом. Наука представляет собой "систему знаний, позволяющую прогнозировать предметы и явления в природе и обществе". Выходом системы "наука" являются сформированные в виде определенных научных идей и положений объективные законы, действующие в сфере общественного производства; законченные разработки принципиально новых объектов техники и отдельных технологических решений; формы и методы организации и управления процессами производства и потребления (эксплуатации); информация об объектах и средствах эксплуатации (потребления). На входе системы "наука" имеются составляющие, которые являются производными остальных систем, в том числе: постановка научной проблемы (5 и 5') и современные средства исследований(1). Развитие науки характеризуется следующими особенностями. 1. Превращение науки в непосредственную производительную силу. Наука оказывает прямое воздействие на развитие техники и производства, т. е. становится высокоэффективной отраслью. 2. Расширение сферы применения науки, для которой характерно проникновение ее результатов во все сферы материального производства и потребления промышленной продукции, включая сферы организации и 234 управления. 3. Ускоренное развитие науки, характеризующееся экспоненциальным законом роста объема научно-технической информации и непрерывным увеличением численности работников, занятых в этой сфере деятельности. 4. Опережающее (по отношению к технике и производству) развитие науки. В современных условиях наука более активно открывает перспективы разработки техники и производства, оставляя за ними роль первичных факторов, определяющих ее развитие. Опережая развитие техники и производства, современная наука создает необходимые предпосылки для создания новой техники, технологии и организации производства. 5. Комплексное развитие науки. С одной стороны, научно-технический прогресс немыслим без углубления знаний в определенных научных областях, т. е. без интенсивной дифференциации наук и развития специализации деятельности научных работников. С другой стороны, ускорение научнотехнического прогресса может быть достигнуто только при условии комплексного развития науки. Комплексные исследования, основанные на объединении усилий ученых, инженерно-технических работников, занятых в различных областях науки, техники и производства, способствуют повышению эффективности исследований и позволяют наметить сферы использования результатов. 6. Системность науки. Для современных крупных научных исследований характерен системный подход к постановке научной проблемы и проведению исследования. Только при соблюдении системности можно заранее, т. е. на стадии научно-технических разработок, определить, например, оптимальную номенклатуру машин, приборов и оборудования с соответствующими заданными параметрами. 7. Математизация науки и автоматизация процессов научных исследований. Развитие науки немыслимо без использования математики и электронно-вычислительной техники. Техника как совокупность современных машин, приборов, оборудования, средств механизации и автоматизации процессов физического и умственного труда составляет сердцевину комплексной системы "наука - техника производство - потребление". Она выступает (см. рис. 16.1) как средство научного исследования (1), средство производства (1') и средство потребления (1"). Процесс разработки образцов техники, как правило, рассматривается в качестве сложной системы, включающей в свой состав комплекс взаимосвязанных теоретических, расчетных и экспериментальных работ. Основной целью функционирования этой системы является создание современных технических средств для сфер научных исследований, производства и потребления. В свою очередь техника рассматривается как объект исследования (2), производства (2') и потребления или эксплуатации (2"). Являясь творением человека, техника играет посредническую роль между ним и природой, которую он осваивает и использует для удовлетворения своих материальных и духовных потребностей. 235 Производство как технологическая система представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, посредством которых общество, используя сырьевые ресурсы и силы природы, создает необходимые продукты в виде средств производства и предметов потребления. Объектами производства являются (см. рис. 16.1): образцы техники (2') и продукты труда (4), предназначенные для непосредственного использования в сфере потребления или эксплуатации. Современное производство основано на использовании достижений науки в области организации производства и управления им (3), новейших видов средств производства (1' ) и информации о качестве производимых объектов, поступающей из сферы потребления (6). Производство - основная сфера применения достижений науки и техники, поэтому необходимо их интенсивное развитие с учетом рассмотренных выше особенностей. В свою очередь производство развивается, изменяется и совершенствуется с учетом этих особенностей. Развитие производства характеризуется следующими наиболее характерными особенностями: его динамичностью (непрерывным процессом обновления состава объектов производства, влекущим за собой обновление материально-технической базы и методов ведения производства); усложнением цикла подготовки производства (продолжительность и структура жизненного цикла объекта производства зависят от усложнения конструкции); комплексной механизацией и автоматизацией производственных процессов (предусматривает обширную программу работ - от замены ручных операций до создания заводов-автоматов). 16.2. Организация научно-исследовательских работ Как отмечалось выше, развитие науки тесно взаимосвязано с техникой и производством. Результаты научно-исследовательских и опытноконструкторских работ широко используется в производстве, а современные научные исследования все больше нуждаются в точной, сложной и дорогостоящей технике, поставляемой производством. По своему содержанию и характеру получаемых результатов научные исследования могут быть фундаментальными, поисковыми и прикладными. Фундаментальные исследования делятся на теоретические и экспериментальные. Основой фундаментальных исследований является открытие новых явлений, закономерностей и принципов, которые могут быть использованы при создании новой техники, технологии производства, организации производства и потребления и др. Результаты фундаментальных исследований, как правило, служат основой для проведения поисковых и прикладных исследований, прямо касающихся вопросов создания новых видов материалов, средств и способов производства. Формы информации - теории, гипотезы и т. д. 236 Поисковые научные исследования направлены на изучение более конкретных проблем, например, возможностей создания новых материалов, техники, технологии, повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции и т. п. Результатами поисковых исследований является научно-техническая информация, которая во многих случаях имеет материально-техническое воплощение. При положительных результатах выводы поисковых работ имеют вполне конкретный характер и выдаются в виде отчетов, технической документации, макетов, экспериментальных образцов. Прикладные научные исследования непосредственно направлены на создание новых конкретных изделий либо на совершенствование существующих, а также на разработку способов их производства; на разработку средств механизации и автоматизации производства, систем и методов контроля за качеством продукции и т. д. Результаты прикладных исследований в форме отчетов, технической документации, макетов, опытных образцов и т. п. являются основой дальнейших разработок с целью внедрения в практику научных идей. Прикладные исследования, относящиеся к материальному производству, в результате которых осуществляется техническое и рабочее проектирование, изготавливаются и испытываются опытные образцы, называются опытно-конструкторскими работами. В процессе этих работ решаются технические задачи на основе возможностей, изысканных в результате прикладных исследований. Работы фундаментального и поискового характера ведутся, как правило, в научных учреждениях Академии наук, а также в научно-исследовательских лабораториях при кафедрах высших учебных заведений. Работы поискового и особенно прикладного характера выполняются в отраслевых научноисследовательских институтах, конструкторских бюро и подразделениях предприятий, роль которых существенно расширена в последние годы. Прикладные НИР стали комплексными, их выполняют научноисследовательские, конструкторские и производственные подразделения, а часто и специализированные проектные службы. В проведении научных исследований особое место занимают конструкторские бюро и научные лаборатории предприятий. Как правило, они осуществляют конструкторскую подготовку серийного производства и иногда самостоятельно разрабатывают проекты. Цикл НИР, проводимых подразделениями предприятий и другими организациями, состоит из стадий, а также возможных этапов по стадиям. Под стадией понимается логически обоснованный раздел НИР, имеющий самостоятельное значение и являющийся объектом планирования и финансирования. На первой стадии - разработка технического задания -подбираются и изучаются научно-техническая литература, патентная информация и другие материалы по теме, обсуждаются полученные данные, на их основе составляется аналитический обзор и выдвигаются гипотезы. По результатам анализа выбираются направления работы и пути реализации требований, 237 которым должно удовлетворять изделие. Составляется отчетная научнотехническая документация по стадии, определяются необходимые исполнители, подготавливается и выдается техническое задание. На второй стадии - проведение теоретических и экспериментальных исследований - осуществляется теоретическая разработка темы, в процессе которой проверяются научные и технические идеи; разрабатываются методики исследований; обосновывается выбор схем; выбираются методы расчетов и исследований; выявляется необходимость проведения экспериментальных работ, разрабатываются методики их проведения (первый этап). На втором этапе, если определена необходимость проведения экспериментальных работ, осуществляются проектирование и изготовление макетов и экспериментального образца. На третьем этапе проводятся стендовые и полевые экспериментальные испытания образца по разработанным программам и методикам, анализируются результаты испытаний, определяется степень соответствия полученных данных на экспериментальном образце расчетным и теоретическим выводам. Если имеют место отклонения, то дорабатывается экспериментальный образец и проводятся дополнительные испытания, при необходимости вносятся изменения в разработанные схемы, расчеты, техническую документацию. На третьей стадии - оформление результатов НИР - составляется отчетная документация, включающая материалы по новизне и целесообразности использования результатов НИР, по экономической эффективности. Если получены положительные результаты, то разрабатываются научно-техническая документация и проект технического задания на опытно-конструкторские работы. Составленный и оформленный комплект научно-технической документации предъявляются к приемке заказчику. Если частные технические решения имеют новизну, то они оформляются через патентную службу независимо от окончания составления всей технической документации. Руководитель темы перед предъявлением НИР комиссии составляет извещение о ее готовности к приемке. На этапе приемки темы проводится обсуждение и утверждение результатов НИР (научно-технического отчета) и подписание акта заказчика о принятии работы. Если получены положительные результаты и подписан акт приемки, то разработчик передает заказчику принятый комиссией экспериментальный образец нового изделия; протоколы приемочных испытаний и акты приемки опытного образца (макет) изделия; расчеты экономической эффективности использования результатов разработки; необходимую конструкторскую и технологическую документацию по изготовлению экспериментального образца. Разработчик принимает участие в проектировании и освоении нового изделия и наряду с заказчиком несет ответственность за достижение гарантированных им показателей изделия. Комплексное проведение НИР по определенной целевой программе 238 позволяет не только решить научно-техническую проблему, но и создать достаточный задел для более оперативного и качественного проведения опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства, а также значительно сократить объем доработок и сроки создания и освоения новой техники. 16.3. Организация опытно-конструкторских работ Опытно-конструкторские работы (ОКР) проводятся в порядке реализации результатов НИР или непосредственно по техническому заданию на ОКР без предшествующей научно-исследовательской работы. Они осуществляются в несколько этапов. Первый этап технико-экономическое обоснование (ТЭО) целесообразности создания нового изделия и передачи его в серийное производство. При этом обосновываются возможности решения задач, варианты конструкторских и технологических решений. Составляется перечень работ, подлежащих исполнению, уточняется общий объем работ, затраты и сроки исполнения, определяются соисполнители. Приводятся данные, характеризующие эксплуатационную надежность изделия, степень унификации и стандартизации, соответствие его технического уровня отечественным и зарубежным достижениям науки и техники. Определяется ориентировочная стоимость опытного и серийного образцов, сумма затрат на организацию производства и эксплуатацию этой техники, ориентировочный срок начала поставки заказчику. Определяется состав технической подготовки и назначаются ответственные исполнители по каждому виду работ. На втором этапе уточняются данные ТЭО, выбирается оптимальный вариант построения изделия и его частей с учетом стоимости, эффективности и масштабов производства. Разрабатываются структурные, функциональные, принципиальные и другие схемы, определяются общие конструкторские и технологические решения, рассматриваются вопросы энергопитания, защищенности от внешних воздействий, ремонтопригодности и т. д. Макетируются наиболее сложные и ответственные функциональные части изделия, обосновываются и составляются заявки на разработку и освоение новых материалов и новых комплектующих изделий и др. На третьем этапе осуществляется теоретическая и экспериментальная проверка схемных, конструкторских и технологических решений; уточняются принципиальные схемы; проверяются новые материалы, полуфабрикаты, комплектующие изделия; изготавливаются макеты, которые проходят механические и климатические испытания. На этом этапе оцениваются надежность изделия, его функциональных узлов и частей, электрические и температурные режимы, ремонтопригодность, удобство в эксплуатации. Оцениваются соответствие применяемых элементов предъявляемым требованиям, степень унификации, эффективность применяемых средств технического контроля за качеством. Разрабатывается рабочая документация 239 для изготовления опытного образца. На четвертом этапе составляется перечень элементов, подлежащих выходному контролю, и элементов, подлежащих тренировке, макетируется и компануется сложная функциональная часть изделия. Готовая техническая документация на изготовление опытного образца сдается в отдел технической документации для размножения и передачи в производство. Опытный образец изготавливается при минимальном технологическом оснащении. Предварительные заводские испытания проводятся при участии представителя заказчика по программе и методике, составленной разработчиком. Затем проводятся государственные испытания, и все это оформляется актом. Законченные научно-технические разработки, по которым выдаются предложения об использовании, должны отвечать следующим требованиям: 1) новизна и перспективность предложенных научно-технических решений, использование в них современных отечественных и зарубежных достижений науки и техники; 2) экономическая эффективность нового изделия или нового технологического процесса при условии применения его в производстве; 3) патентоспособность и конкурентоспособность; 4) долговечность и эксплуатационная надежность изделия, устойчивость технологических процессов; 5) соответствие требованиям техники безопасности, технический эстетики, научной организации труда. Научно-техническая разработка считается законченной, если изделие прошло испытание, принято ведомственной или межведомственной комиссией и рекомендовано к освоению в производстве. Предприятие - исполнитель работ предъявляет комиссии: опытный образец изделия, прошедший все испытания и принятый отделом технического контроля качества; материалы заводских испытаний; комплект технической документации на новый образец в соответствии с ЕСКД; технический отчет о выполнении разработки, рецензии, заключения экспертов и другие документы по требованию комиссии; авторские свидетельства и патенты, полученные в процессе разработки изделия. В техническом отчете также должны содержаться сведения о годовом экономическом эффекте, удельных капитальных вложениях, предполагаемой цене изделия, о надежности и другие экономические показатели. По всем законченным и рекомендованным для использования разработкам заказчик принимает решение о сроках и объемах освоения промышленного производственного изделия. Основанием служит акт приемки опытного образца. Предприятие-разработчик передает предприятию-заказчику принятый комиссией опытный образец изделия; протоколы приемочных испытаний и акты приемки опытного образца и технологических процессов его изготовления; расчеты экономической эффективности использования результатов разработки; необходимую конструкторскую и технологическую документацию. Разработчик, как правило, принимает участие в освоении нового изделия наряду с заказчиком и несет ответственность за достижение 240 гарантированных им технико-экономических показателей. 16.4. Роль и место патентной и научно-технической информации Для осуществления НИР и других стадии СОНТ необходимы прогнозирование развития прикладных исследований, опытно-конструкторских разработок и технологических процессов изготовления новых видов продукции, а также наличие соответствующей патентной, научно-технической, нормативной и статистической информации. Известно, что стадия НИР характеризуется активизацией творческого мышления, множеством идей и возможных вариантов их воплощения. Поэтому выполнение этой стадии практически невозможно без наличия патентной и научно-технической информации (НТИ). Ниже приведем определения основных терминов и понятий, применяемых в патентной информации и изобретательской деятельности. Источники патентной информации - это документы, содержащие сведения об открытиях, изобретениях, полезных моделях, промышленных образцах, товарных знаках ноу-хау и других объектах промышленной собственности. Патентные документы - совокупность публикуемых и непубликуемых документов (и извлечений из них), содержащих сведения о результатах научнотехнической деятельности, заявленных и (или) признанных открытием, изобретением, полезными моделями, промышленными образцами и другими объектами промышленной собственности, а также сведения о правах изобретателей, патентообладателей, владельцев дипломов на открытия и свидетельств о регистрации полезных моделей. Патентный фонд - это систематизированное собрание оригиналов патентных документов (описания с сопровождающими их чертежами и расчетами, а также различные информационные издания - рефераты, аннотации, бюллетени, тематические сборники, магнитные диски, микрофильмы и др.), выданных в Российской Федерации, и копии зарубежных патентных документов. Патентная информация - совокупность сведений о результатах научнотехнической деятельности, содержащихся в описаниях, прилагаемых к заявкам на изобретение, открытие, промышленный образец или другой объект промышленной собственности, а также сведения об охранных документах и правовом статусе патентообладателей. Это первичная патентная информация. Центральный государственный патентный фонд первичной информации сосредоточен во Всероссийской патентно-технической библиотеке, он рассылает копии патентной документации по отраслевым и территориальным патентным фондам. Отраслевые патентные фонды создаются в крупных промышленных объединениях и на предприятиях, а также в крупных научных и учебных институтах, проектно-конструкторских организациях, центральных отраслевых 241 органах научно-технической информации и содержат патентную документацию по тематике и странам, необходимую работникам данной отрасли. Территориальные и патентные фонды создаются в межотраслевых территориальных органах научно-технической информации и предназначены для обеспечения патентной информацией предприятий и организаций данного экономического района, не располагающих своими отраслевыми патентными фондами. Патентная информация (первичная) отличается достоверностью, новизной и практической полезностью содержащихся в ней научнотехнических сведений. Это подтверждается государственной экспертизой. Наряду с оригинальной (первичной) патентной информацией существуют различные формы более широкой вторичной патентной информации, в том числе реферативная, сигнальная, обзорная, отсылочная и библиографическая, которая создается на основе уже изданных описаний. Эти виды информации во многих случаях значительно удобнее официальных публикаций. Патентная и научно-техническая информация на стадиях НИР и ОКР используется для следующих целей: 1) прогнозирования тенденции развития научного направления, объектов техники и технологий производства; 2) оценки технического уровня разработок путем их сопоставления с последними запатентованными объектами промышленной собственности; 3) проверки патентоспособности выполняемых разработок; 4) проверки патентной чистоты выполняемых разработок и возможности патентования их за рубежом. На стадии ОКР патентная и научно-техническая информация носит более конкретный локальный характер, чем на стадиях и этапах НИР, так как основные идеи разработки нового изделия уже сформированы на предыдущих стадиях, а в результате ОКР необходимо решить определенные вопросы, связанные с практическим воплощением идей НИР. Роль научно-технической и патентной информации как источника оригинальных идей сохраняется и на стадиях конструкторской и технологической подготовки производства, но основное назначение здесь заключается в том, чтобы служить инструментом повышения унификации конструктивных и технологических решений и сокращения их ненужного дублирования. Наконец, на стадиях организационной подготовки производства, отработки нового изделия в опытном производстве и промышленного освоения производства происходит дальнейшее качественное изменение роли научнотехнической информации, которая используется здесь в основном для совершенствования организации и управления производством. На этих стадиях возрастают значение и объем нормативной и статистической информации. Субъективная потребность в информации в значительной мере определяется индивидуальными особенностями разработчиков (исследователей, конструкторов и технологов), в частности их общим и специальным образованием, профессиональной квалификацией, служебным положением, уровнем информационной культуры, психологическими особенностями. 242 При рассмотрении информационных потребностей исследователей и разработчиков новой техники (технологии) можно выделить следующие основные факторы, влияющие на подбор источников информации, особенно для первых стадий цикла СОНТ, т. е. для НИР и ОКР: а) специфика научнотехнической проблемы, определяющая структуру используемого информационного фонда; б) квалификационный состав потребителей, от которого зависит степень охвата проблемы в соответствии со спецификой научных интересов; в) должностная их категория, выдвигающая определенные требования к степени сжатия и широте охвата используемой информации; г) цель информирования (например, поиск новых идей, сбор факторов, восприятие концепций). Недостаточная осведомленность исследователей и разработчиков новой техники и технологии о результатах уже выполненных работ порождает дублирование разработок, вызывает неоправданные затраты времени и ресурсов, снижает эффективность системы СОНТ, отрицательно влияет на ускорение научно-технического прогресса. Чтобы избежать этих нежелательных явлений, вся научноинформационная деятельность в нашей стране систематизирована. Этому процессу способствовало создание теории научной информации или, как ее называют, информатики. Она представляет собой отрасль знания, которая изучает закономерности сбора, преобразования, хранения, поиска и распространения документальной информации. Научно-техническая информация позволяет судить об уровне того или иного направления науки и техники и проводить сопоставимый анализ состояния этого направления в нашей стране и за рубежом. В настоящее время в нашей стране действует широкая сеть органов научно-технической информации, в частности: отраслевые, межотраслевые органы и подразделения на предприятиях в научно-исследовательских институтах, проектных организациях и других подразделениях. Центральные органы НТИ создают нисходящий поток информации по опубликованным материалам, осуществляют аналитико-синтетическую переработку различных видов информации по отраслям, а также методическое руководство, координацию НТИ по профилю и проводят исследования по улучшению информационных систем в отраслях, осуществляют механизацию и автоматизацию информационного дела. Отраслевые и территориальные центры НТИ осуществляют справочноинформационное и библиотечное обслуживание предприятий и организаций. Патентно-информационные отделы (бюро) НТИ предприятий, научноисследовательских институтов и проектных организаций оперативно обеспечивают работников этих организаций информацией о новейших научных и производственных достижениях по конкретным вопросам, связанным с их деятельностью; контролируют использование информационных материалов; анализируют и обобщают информационные материалы по технике данной организации; обмениваются опытом с родственными предприятиями и организациями. 243 Глава 17. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 17.1. Основные задачи, стадии и этапы проектно-конструкторской подготовки Основной задачей проектно-конструкторской подготовки производства является создание комплекта чертежной документации для изготовления и испытания макетов, опытных образцов (опытной партии), установочной серии и документации для установившегося серийного или массового производства новых изделий с использованием результатов прикладных НИР, ОКР и в соответствии с требованиями технического задания. Содержание и порядок выполнения работ на этой стадии системы СОНТ регламентируются ГОСТами в единой системе конструкторской документации (ЕСКД). ГОСТ определяет следующие стадии конструкторской подготовки производства (КПП): техническое задание, техническое предложение, эскизный проект, технический проект и рабочий проект. Техническое задание является исходным документом, на основе которого осуществляется вся работа по проектированию нового изделия. Оно разрабатывается на проектирование нового изделия либо предприятием изготовителем продукции и согласуется с заказчиком (основным потребителем), либо заказчиком. Утверждается ведущим министерством (к профилю которого относится разрабатываемое изделие). В техническом задании определяется назначение будущего изделия, тщательно обосновываются его технические и эксплуатационные параметры и характеристики: производительность, габариты, скорость, надежность, долговечность и другие показатели, обусловленные характером работы будущего изделия. В нем также содержатся сведения о характере производства, условиях транспортировки, хранения и ремонта; рекомендации по выполнению необходимых стадий разработки конструкторской документации и ее составу; технико-экономическое обоснование и другие требования. Разработка технического задания базируется на основе выполненных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, результатов изучения патентной информации маркетинговых исследований, анализа существующих аналогичных моделей и условий их эксплуатации. Техническое предложение разрабатывается в том случае, если техническое задание разработчику нового изделия выдано заказчиком. Второе содержит тщательный анализ первого и технико-экономическое обоснование возможных технических решений при проектировании изделия, сравнительную оценку с учетом эксплуатационных особенностей проектируемого и существующего изделия подобного типа, а также анализ патентных материалов. Порядок согласования и утверждения технического предложения такой 244 же, как и технического задания. После согласования и утверждения техническое предложение является основанием для разработки эскизного проекта. Последний разрабатывается в том случае, если это предусмотрено техническим заданием или техническим предложением, там же определяются объем и состав работ. Эскизный проект состоит из графической части и пояснительной записки. Первая часть содержит принципиальные конструктивные решения, дающие представление об изделии и принципе его работы, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры. Таким образом, она дает конструктивное оформление будущей конструкции изделия, включая чертежи общего вида, функциональные блоки, входные и выходные электрические данные всех узлов (блоков), составляющих общую блок-схему. На этой стадии разрабатывается документация для изготовления макетов, осуществляется их изготовление и испытания, после чего корректируется конструкторская документация. Вторая часть эскизного проекта содержит расчет основных параметров конструкции, описание эксплуатационных особенностей и примерный график работ по технической подготовке производства. В состав задач эскизного проекта входит и разработка различных руководящих указаний по обеспечению на последующих стадиях технологичности, надежности, стандартизации и унификации, а также составление ведомости спецификаций материалов и комплектующих изделий на опытные образцы для последующей передачи их в службу материальнотехнического обеспечения. Макет изделия позволяет добиться удачной компоновки отдельных частей, найти более правильные эстетические и эргономические решения и тем самым ускорить разработку конструкторской документации на последующих стадиях системы СОНТ. Эскизный проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание. Технический проект разрабатывается на основе утвержденного эскизного проекта и предусматривает выполнение графической и расчетной частей, а также уточнения технико-экономических показателей создаваемого изделия. Он состоит из совокупности конструкторских документов, содержащих окончательные технические решения, которые дают полное представление об устройстве разрабатываемого изделия и исходные данные для разработки рабочей документации. В графической части технического проекта приводятся чертежи общего вида проектируемого изделия, узлов в сборке и основных деталей. Чертежи обязательно согласовываются с технологами. В пояснительной записке содержатся описание и расчет параметров основных сборочных единиц и базовых деталей изделия, описание принципов его работы, обоснование выбора материалов и видов защитных покрытий, описание всех схем и окончательные технико-экономические расчеты. На этой стадии при разработке вариантов изделий изготавливается и испытывается опытный образец. 245 Технический проект проходит те же стадии согласования и утверждения, что и техническое задание. Рабочий проект является дальнейшим развитием и конкретизацией технического проекта. Эта стадия КПП разбивается на три уровня: а) разработка рабочей документации опытной партии (опытного образца); б) разработка рабочей документации установочной серии; в) разработка рабочей документации установившегося серийного или массового производства. Первый уровень рабочего проектирования выполняется в три, а иногда и в пять этапов. На первом этапе разрабатывают конструкторскую документацию для изготовления опытной партии. Одновременно определяют возможность получения от поставщиков некоторых деталей, узлов, блоков (комплектующих). Всю документацию передают в экспериментальный цех для изготовления по ней опытной партии (опытного образца). На втором этапе осуществляют изготовление и заводские испытания опытной партии. Как правило, проводят заводские механические, электрические, климатические и другие испытания. Третий этап заключается в корректировке технической документации по результатам заводских испытаний опытных образцов. Если изделие проходит государственные испытания (четвертый этап), то в процессе этих испытаний уточняются параметры и показатели изделия в реальных условиях эксплуатации, выявляются все недостатки, которые впоследствии устраняются. Пятый этап состоит в корректировке документации по результатам государственных испытаний и согласовании с технологами вопросов, касающихся классов шероховатости, точности, допусков и посадок. Второй уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа. На первом этапе в основных цехах завода изготавливают установочную серию изделий, которая затем проходит длительные испытания в реальных условиях эксплуатации, где уточняют стойкость, долговечность отдельных деталей и узлов изделия, намечают пути их повышения. Запуску установочных серий предшествует, как правило, технологическая подготовка производства. На втором этапе производят корректировку конструкторской документации по результатам изготовления, испытания и оснащения технологических процессов изготовления изделий специальной оснасткой. Одновременно с этим корректируют и технологическую документацию. Третий уровень рабочего проектирования выполняется в два этапа. На первом этапе осуществляют изготовление и испытание головной или контрольной серии изделий, на основе которой производят окончательную отработку и выверку технологических процессов и технологического оснащения, корректировку технологической документации, чертежей приспособлений, штампов и т. д., а также нормативов расхода материалов и рабочего времени. На втором этапе окончательно корректируют конструкторскую документацию. 246 Такой, на первый взгляд громоздкий, порядок осуществления конструкторской подготовки производства в массовом или крупносерийном производстве дает большой экономический эффект. За счет тщательной отработки конструкции изделия и его отдельных частей обеспечиваются максимальная технологичность в производстве, надежность и ремонтопригодность в эксплуатации. Круг работ, выполняемых на стадиях, может отличаться от рассмотренного выше в зависимости от типа производства, сложности изделия, степени унификации, уровня кооперирования и ряда других факторов. 17.2. Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства Важнейшей особенностью современной организации конструкторской подготовки производства является широкое использование стандартизации, которая позволяет избежать необоснованного многообразия в качестве, типах и конструкциях изделий, в формах и размерах деталей и заготовок, в профилях и марках материалов, в технологических процессах и организационных методах. Стандартизация является одним из эффективных средств ускорения научнотехнического прогресса, повышения эффективности производства и роста производительности труда конструкторов, сокращения цикла СОНТ. Конструкторская унификация это комплекс мероприятий, обеспечивающих устранение необоснованного многообразия изделий одного назначения и разнотипности их составных частей и деталей, приведение к возможному единообразию способов их изготовления, сборки и испытания. Унификация является базой агрегатирования, т. е. создания изделий путем их компоновки из ограниченного числа унифицированных элементов, и конструкционной преемственности. Унификация дополняет стандартизацию, это своего рода конструкторская стандартизация. Государственная система стандартизации, установив основные положения в этой области, предусматривает следующие категории стандартов: государственные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ) и стандарты предприятий (СТП). ГОСТ - одна из основных категорий стандартов, установленных государственной системой стандартизации. ОСТы устанавливаются на продукцию, не относящуюся к объектам государственной стандартизации, например на технологическую оснастку, инструмент, специфические для данной отрасли технологические процессы, а также на нормы, правила, требования, термины и обозначения, регламентация которых необходима для обеспечения взаимосвязи в производственнотехнической деятельности предприятий и организаций отрасли. ОСТы обязательны для всех предприятий и организаций данной отрасли. Стандарты предприятий устанавливаются на продукцию одного или 247 нескольких предприятий (заводов). Основной задачей заводской стандартизации является создание максимального числа сходных, геометрически подобных либо аналогичных элементов в изделиях не только одного, но и различного назначения. Заводская стандартизация значительно упрощает, удешевляет и ускоряет технологическую подготовку и является важной предпосылкой стандартизации технологической оснастки. Стандарт - это устойчивый образец, он закрепляет достижения в области технического прогресса и новой техники, которые разработаны, проверены и могут быть применены в широком масштабе в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве. Он является строго обязательным. При проектировании новых машин в первую очередь должны быть применены изделия и нормы из государственных стандартов. Основными видами государственных стандартов в машиностроении являются: • стандарты технических условий (определяют качество продукции, содержат потребительские характеристики, правила приемки, методы проверки качества, требования к маркировке, упаковке, транспортировке, хранению); • стандарты параметров или размеров (содержат параметрические ряды конструкций, т. е. ряды основных показателей, построенные в определенной математической закономерности); • стандарты типов и основных параметров (содержат не только параметрические ряды, но и дополнительные характеристики, например конструктивные схемы, компоновки и т. д.); • стандарты конструкций и размеров (устанавливают конструктивные решения и основные размеры для унификации); • стандарты марок (устанавливают номенклатуру и обозначение марок материалов, их химический состав, физико-механические свойства); • стандарты сортамента (устанавливают размеры, геометрическую форму, требования к точности и т. д.); • стандарты технических требований (охватывают эксплуатационные характеристики конструкции - Требования безопасности, удобства эксплуатации, технической эстетики; нормы надежности, долговечности, устойчивости к внешним воздействиям); • стандарты правил эксплуатации и ремонта; • стандарты типовых технологических процессов; • стандарты организационного типа (внедрение передовых примеров и методов выполнения работ). В процессе проектирования конструктор обязан широко использовать все стандарты, относящиеся к проектируемому объекту. Особенно эффективно применение стандартных деталей, узлов и агрегатов, изготовляемых в централизованном порядке на специализированных заводах. К числу основных методов конструктивной стандартизации относятся: внедрение конструктивных стандартов (нормалей); создание параметрических рядов (гамм) машин; агрегатирование; обеспечение конструктивной преемственности. 248 Внедрение конструктивных стандартов на заводах проводится по двум направлениям: 1) разработка и внедрение стандартов; 2) нормализационный контроль (нормоконтроль чертежей и других конструкторских документов). Разработка стандартов основывается на систематизации и обобщении передового конструкторского опыта, отраженного в государственных, отраслевых и заводских стандартах; в свободных таблицах применяемости отдельных марок металлов, подшипников, крепежных деталей, конструктивных элементов (модели зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы и др.); в результатах лабораторных и эксплуатационных испытаний узлов, деталей; в данных нормализационного контроля. Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее значение. Нормоконтроль стимулирует у конструкторов уважение к стандартам и унификации. Еще одна задача нормоконтроля - проверка правильности выполнения конструкторских документов в соответствии с требованиями ЕСКД. Создание параметрических рядов (гамм) - один из наиболее эффективных методов конструирования изделий. Под параметрическим рядом подразумевается совокупность изготовляемых на данном заводе или в данной отрасли машин, приборов или иного оборудования одного эксплуатационного назначения, аналогичных по кинематике или по рабочему процессу, но различных по габаритам, мощностным или эксплуатационным параметрам. Каждый параметрический ряд имеет свое основание (базовая модель) и полученные от этого основания производные. Конструирование начинается с выбора основания. Агрегатирование - это форма унификации, состоящая в i ом, что создаются ряды унифицированных узлов и агрегатов, используемые для создания разнообразных изделий. Агрегатирование позволяет создавать сборно-разборное оборудование, состоящее из взаимозаменяемых нормализованных элементов, при необходимости оно может быть разобрано, а входящие в него агрегаты использованы в новых сочетаниях для создания другого оборудования. При этом в десятки раз сокращается число типов и размеров основных элементов конструкции оборудования. Обеспечение конструктивной преемственности - другой (после агрегатирования) метод конструктивной стандартизации и унификации, под которой подразумевается применение в конструкции нового изделия, узлов и деталей ранее освоенных изделий, которые хорошо зарекомендовали себя в работе и применение которых не отразится на качестве новых конструкций. Степень стандартизации и унификации может быть охарактеризована следующими основными показателями: коэффициентом стандартизации, коэффициентом унификации изделия, коэффициентом преемственности и др. Научно-техническое и организационно-методическое руководство работами по стандартизации на предприятиях осуществляет конструкторскотехнологическое бюро стандартизации. Основные его задачи следующие: а) организация разработки и внедрения стандартов и других документов по 249 стандартизации на производимую продукцию; б) обеспечение соответствия показателей и норм, устанавливаемых в стандартах и других документах по стандартизации, требованиям научно-технического прогресса и действующего законодательства; в) осуществление нормоконтроля технической документации, разрабатываемой предприятием. 17.3. Организация чертежного хозяйства на предприятии Важнейшие задачи организации чертежного хозяйства заключаются в обеспечении порядка в хранении и обращении чертежей и другой технической документации, в своевременном обеспечении ими цехов и рабочих мест, в поддержании строгой конструкторской и технологической дисциплины. Организация чертежного хозяйства основывается на единой системе классификации документации, которая предусматривает единые принципы классификации и индексации изделий и документации, определенный порядок хранения, учета и дублирования документации, а также порядок внесения изменений. Классификация и индексация чертежей и другой технической документации проводятся по объектам изготовления, по стадиям конструкторской подготовки производства, по целевому назначению и характеру использования. По объекту изготовления выделяются чертежи изделий основного производства, чертежи изделий вспомогательного производства (инструмента, приспособлений, моделей, штампов и др.); технологические чертежи, изображающие поковки, штамповки и другие заготовки. ГОСТ 2.101-68 предусматривает деление объектов по видам на детали, сборочные единицы, комплексы (два или более изделий, не соединенных сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций) и комплекты (набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект инструмента к машине). По стадиям конструкторской подготовки документы могут быть проектами, выполняемыми в процессе проработки многочисленных вариантов на разных стадиях проектирования, и рабочими чертежами, предназначенными для изготовления изделий, а также его эксплуатации. В соответствии с этим все конструкторские документы подразделяются на чертежи эскизного, технического и рабочего проектирования. По целевому назначению и характеру использования все конструкторские документы подразделяются на оригиналы (авторские документы, выполненные на любом материале и предназначенные для изготовления подлинников), подлинники (документы, оформленные подлинными подписями и выполненные на материале, позволяющем воспроизведение копий), дубликаты (копии подлинников, обеспечивающие идентичность воспроизведения 250 подлинника, позволяющие снятие с них копии), копии (документы, выполненные способом, обеспечивающим их идентичность подлиннику или дубликату, предназначены для непосредственного использования в производстве). Для удобства учета и пользования всем чертежам присваивается индекс. Индексация чертежей - это условное обозначение, обычно цифровое. В соответствии с ГОСТом, как правило, используется единая обезличенная система индексации, основанная на десятичной классификации всех чертежей изделий и их частей (от 0 до 9). Все чертежи деталей, узлов, блоков, изделий делятся на 10 классов, классы на 10 подклассов, подклассы на 10 групп, группы на 10 подгрупп, подгруппы на виды деталей. Индекс чертежа состоит из различительного индекса предприятия, классификационной характеристики изделия, порядкового регистрационного номера документа (в пределах организации-разработчика) и шифра документа (рис. 17.1). XXXX XX X X X X XXX XX Шифр документа Порядковый регистрационный номер документа (в пределах организации-разработчика) Вид Подгруппа Группа Подкласс Класс Классификационная характеристика изделия Индекс организации-разработчика Рис. 17.1. Индексация технической документации Хранение, учет и дублирование чертежей и другой технической документации на заводе осуществляются в соответствии с "Правилами учета и хранения" в отделе технической документации. В этот отдел входят: бюро подлинников и дубликатов (архив), где хранятся названные документы по форматно в порядке возрастания номеров и выдаются только для изготовления копий и дубликатов, внесения изменений и для восстановления при их износе; бюро копий, осуществляющее прием, регистрацию, выдачу, а также учет состояния и движения копий документов, учет применяемости документов; бюро внесения изменений в документацию, осуществляющее изменения в 251 конструкторской документации и учет внесения изменений; цех размножения документов, где размножаются, брошюруются и переплетаются конструкторские документы; бюро комплектации, где комплектуются документы после их размножения. Архивные документы (оригиналы) отражают первоначальное состояние конструкции после утверждения ее заказчиком. В эту документацию изменения не вносятся. Подлинники и дубликаты служат для справок и сверок, изготовления копий, в них вносят изменения по установленному порядку, на руки их не выдают, пользуются ими только в помещении архива и бюро внесения изменений. Порядок внесения изменений в конструкторскую документацию установлен ГОСТ 2.503-74. Изменения в документацию имеет право вносить только организация - держатель оригиналов и подлинников на основании "Извещения об изменении", подписанного лицами, составившими и проверившими изменение, представителями технологического и стандартизационного контроля, представителями производственного отдела, представителем заказчика и лицом, утвердившим данное изменение. Для уточнения вносимого изменения пользуются "Предварительным извещением", которое является документом временного пользования и погашается "Извещением на изменение", по которому вносится изменение в подлинник. "Предварительное извещение" утверждается главным инженером предприятия и визируется главным конструктором, главным технологом и начальником производства. Оно выпускается в случаях обнаружения в документе явной ошибки, которая может вызвать брак изделия, при необходимости предварительной проверки в производстве планируемого изменения и необходимости предварительной подготовки производства. Всем изменениям присваивается очередная литера документу. 17.4. Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке производства Системы автоматизированного проектирования (САПР) в настоящее время полностью себя оправдывают и являются во многих случаях единственно возможными методами при конструировании новых видов изделий (например, интегральных микросхем). Под автоматизацией проектирования понимается автоматизированный конструкторский синтез устройства с выпуском необходимой конструкторской документации (КД). В отличие от проектирования вручную, результаты которого во многом определяются инженерной подготовкой конструкторов, их производственным опытом, профессиональной интуицией и т. п., автоматизированное проектирование позволяет исключить субъективизм при принятии решений, значительно повысить точность расчетов, выбрать варианты для реализации на 252 основе строгого математического анализа, значительно повысить качество конструкторской документации, повысить производительность труда проектировщиков, снизить трудоемкость, существенно сократить сроки конструкторской и технологической подготовки производства в цикле СОИТ, эффективнее использовать технологическое оборудование с ЧПУ. Важным результатом внедрения САПР являются и социологические факторы: повышение престижности и культуры труда при замене неавтоматизированных методов автоматизированными; повышение квалификации исполнителей; сокращение численности работников, занятых рутинными операциями. Наибольшую эффективность от внедрения САПР можно получить при автоматизации всего процесса проектирования - от постановки задачи, выбора предпочтительных вариантов построения изделия до технологической подготовки его производства и выпуска. До внедрения САПР на предприятии нужно прежде всего решить, применительно к каким задачам (или работам) проектирования наиболее эффективно ее применение, сформулировать требования к ней, определить в общем виде структуру, выделить этапы разработки системы и составить перечень необходимых для этого исследований, а также установить, в каком объеме и виде она будет выдавать техническую документацию проекта и соответствие ее действующим нормативно-техническим документам (ГОСТ, ОСТ, СТП, РТМ и т. д.). Кроме того, должны быть выполнены работы по формализации задач выбора и оптимизации проектных и конструкторских решений, формированию библиотек типовых технических и проектных решений, информационных баз, пакетов прикладных программ и технологии автоматизированного проектирования. САПР представляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации проектирования, взаимосвязанного с проектировщиками и подразделениями проектной организации. Проектировщик (конструктор, технолог) входит в состав любой САПР и является ее пользователем, так как без человека автоматизированная система не может функционировать. Объектом автоматизации в САПР являются действия проектировщиков, разрабатывающих изделия или технологические процессы. САПР нельзя создать вне конкретного производства, на котором она будет использована. Комплекс средств автоматизации включает математическое, лингвистическое, программное, информационное, методическое, организационное, аппаратное и техническое обеспечение. Математическое обеспечение составляют математические методы, модели и алгоритмы, необходимые для осуществления автоматизированного проектирования. Лингвистическое обеспечение - совокупность специальных языковых средств проектирования, предназначенных для общения человека с техническими и программными компонентами САПР. Практика использования ЭВМ в проектировании привела к созданию наряду с универсальными 253 алгоритмическими языками программирования (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.) проблемно-ориентированных алгоритмических языков, специализированных для проектных задач. Например, для автоматизации вычерчивания изображений служат графические языки ГП-ЕС, ГРАФОР, РЕДГРАФ, ФАП КФ и др. Программное обеспечение является непосредственным производным компонентом от математического обеспечения и представляет собой комплекс всех программ и эксплуатационной документации к ним. Информационное обеспечение - это информация о прототипах проектируемых изделий или процессов, комплектующих изделиях и материалах, об используемом режущем инструменте, о правилах и нормах проектирования, а также любая другая справочная информация, используемая проектировщиками для выработки проектных решений. Основная часть информационного обеспечения содержится в банках данных, состоящих из баз данных и систем управления базами данных. Организационное обеспечение устанавливает взаимодействие проектирующих и обслуживающих подразделений, ответственность специалистов за определение вида работ, приоритеты пользования средствами САПР и другие регламенты организационного характера. Соответствующий комплект документов составляют необходимые инструкции, приказы и штатные расписания. Техническое обеспечение - комплекс всех технических средств, используемых при автоматизированном проектировании и для поддержания средств автоматизации в работоспособном состоянии. Некоторые виды обеспечении объединены в группы, соответствующие наиболее простому представлению состава САПР, которому часто следуют на практике, когда не все обеспечения САПР разрабатываются, например, программно-информационное обеспечение, которое воплощается в виде программ и сопровождающей документации. На этот вид обеспечения, как правило, приходится основная трудоемкость разработки. В общей трудоемкости разработки сложных САПР его доля достигает 75% и более. Организационно-методическое обеспечение включает весь комплекс обеспечивающих мероприятий, а также регламентирующую и организующую процесс автоматизированного проектирования документацию применительно к "условиям конкретной проектной организации. Решающими условиями возможности и целесообразности создания САПР являются: а) единство принципов построения объектов проектирования; 6)0 высокий уровень типизации и стандартизации элементов, из которых компонуют объекты проектирования; в) высокий уровень унификации процессов проектирования; г) большой объем проектных работ при индивидуальных требованиях к объектам проектирования. Эволюция средств и методов автоматизации проектирования тесно связана с развитием вычислительной техники и программного обеспечения. На ранних стадиях создания САПР ЭВМ решала лишь отдельные Инженерные задачи высокой трудоемкости. Затем с ее помощью стали выполняться в 254 пакетном режиме задачи технической подготовки производства, включающие: разработку плановых показателей; нормирование расхода ресурсов; составление графиков запуска новых изделий, карт применяемости ^деталей, сборочных единиц, технологических карт; расчет режимов обработки деталей. Однако это не позволило существенно сократить сроки запуска новых изделий в производство, так как при этом не охватывались проектноконструкторские работы, на которые затрачивалось значительное время в цикле технической подготовки производства. С появлением средств машинной графики - графических дисплеев, графопостроителей, графических печатающих устройств (плоттеров), кодировщиков и других - стало возможным автоматизировать наиболее трудоемкие процессы проектирования изделий и технологий. В состав таких САПР обязательно входит развитое программное обеспечение, включая универсальные и специализированные пакеты прикладных программ, обеспечивающие, KSIK правило, работу системы в интерактивном (диалоговом) режиме. В общем случае процесс проектирования включает три этапа: составление эскизного, технического и рабочего проектов. Затраты труда на разработку объекта распределяются по этапам приблизительно в таком соотношении: 10, 25 и 65 %. Наиболее творческой является стадия эскизного проектирования, требующего применения интерактивных средств графики. С их помощью конструктор может строить трехмерное изображение детали и моделировать траекторию движения инструмента для ее обработки (без чертежей). Техническое проектирование предусматривает исполнение конкретного замысла в заданном масштабе, а также осуществление необходимых расчетов. Здесь используется значительный объем информации о стандартных деталях, покупных изделиях и т. д. На стадии рабочего проектирования создаются рабочие чертежи и техническая документация. Деталировка, определение и нанесение размеров, составление спецификаций полностью формализуются и могут выполняться на ЭВМ с использованием средств машинной графики. При автоматизации проектирования наиболее важной является формализация как самого процесса, так и его объекта. Она позволяет представить процесс проектирования в виде цепочки (набора) последовательно (параллельно-последовательно) выполняемых процедур, при которых информация преобразуется, а исходные варианты приближаются к заданным проектным задачам. При этом если проекты могут быть сформулированы в виде информационных массивов для ЭВМ, а операторы проектирования (определенные процедуры, формулы, комплексы программ, стандарты, методики, модели и т. п.) представлены в виде пакета машинных программ, то такой процесс называют автоматической разработкой (генерацией) проекта. Если разработке на ЭВМ подлежат лишь некоторые подкомплексы на отдельных стадиях, то такой процесс проектирования называется автоматизированным. В том случае, когда оператор проектирования применим 255 для ряда систем или подкомплексов, выполняется типовое проектирование. Нахождение (разработка) таких операторов является одной из важнейших задач построения любой системы проектирования. Полный цикл процесса проектирования включает последовательное выполнение человеко-машинных процедур и их взаимосвязи (рис. 17.2). 256 Начало Нет Да 6 1 Техническое задание 2 7 Техническое предложение 8 Построение математических моделей, расчеты 9 Анализ проектных решений 10 Оптимизация проектных решений 11 Конструкторская проработка проекта. Изготовление конструкторской документации 14 Подготовка носителей для программноуправляемого оборудования 15 Изготовление опытного образца и опытной партии 18 Формирование ТЗ на разработку подсистем, элементов Нет Нет 3 Да Да 12 4 Нет Нет Проектирование технологического процесса изготовления изделия 5 Да 17 19 Конкретизация решения Подготовка серийного производства Конец 13 16 Изготовление технологической документации Испытание изделий Рис. 17.2. Укрупненный алгоритм автоматизированного проектирования изделия 257 При автоматизированном проектировании сложных систем и объектов применяется системно-иерархический подход, когда сам процесс и объект расчленяются на уровни. На верхнем уровне отражаются только самые общие черты и особенности проектируемого объекта. На каждом последующем уровне разработки степень детализации возрастает. В соответствии с этапностью создания новой техники в комплексной (интегрированной) САПР выделяются следующие автоматизированные системы: управления процессами проектирования (АСУПП), проектирования (АСП), конструирования (АСК), технологической подготовки производства (АСТПП), управления технологическими процессами изготовления опытных образцов (АСУТП), комплексных испытаний и обработки изделий (АСКИО). Каждая из функциональных составляющих базируется на едином комплексе средств автоматизации проектирования, включающих обеспечивающие системы типа автоматизированных банков данных (АБД), а также вычислительную систему, систему информационного обмена, графическую систему и систему разработки машинных программ. Исходя из особенностей графических работ из состава комплексной САПР выделяют в виде самостоятельной графическую подсистему, или подсистему автоматизированного черчения (ПАЧ), обслуживающую все функциональные системы. Оперативные средства выполнения графических работ входят в состав комплекса технических средств каждой функциональной системы, имеющей терминал. Основу автоматизации стадии конструкторской подготовки производства составляют две функциональные части комплексной САПР: автоматизированная система проектирования (АСП) и автоматизированная система конструирования (АСК). Автоматизированная система проектирования используется как инструментальная подсистема САПР. Она создает программы автоматизированного проектирования, и от ее эффективности в значительной мере зависит эффективность действия комплексной САПР. Эта система выполняет несколько видов проектных процедур на стадиях разработки технического задания, технических предложений, эскизного и технического проектирования: анализ исходных данных, формирование технических характеристик, определение эффективности изделия на стадии проработки изделия, когда перед проектировщиком стоит проблема выбора прототипа будущей новинки на основе упрощенной математической модели. Результатом функционирования АСП является структурная схема изделия с данными расчета проектных параметров. Автоматизированная система конструирования используется на этапах технического и рабочего проектирования для проведения уточненных расчетов по всему изделию и отдельным его элементам, а также изготовления конструкторской документации. Для САПР любого уровня сложности основным структурным элементом является функциональная подсистема. Подсистемы обладают значительной 258 функциональной автономностью и реализуют определенный этап (фрагмент) процесса проектирования. Однако САПР и их подсистемы взаимоувязаны с различными компонентами интегрированных систем управления предприятием или объединением (рис. 17.3). 4 САПР изделий 4 САППР ТП САПР управляющих программ для станков ЧПУ 4 2 База данных АСПУ 3 Задача управления 1 5 АСУ ТП Службы и цехи предприятия Рис. 17.3. Схема связей САПР с АСУП и АСУТП в составе ИАСУ: 1 - управляющие программы для станков с ЧПУ; 2 - информация для планирования и анализа производства; 3 - нормативно-справочная информация; 4 - информация обмена данными внутри САПР ТПП; 5 - техническая документация Организационно САПР различного назначения создаются в отделах главных конструкторов, главных технологов и т. п. взаимодействуют с различными подразделениями и служба ми предприятия. 17.5. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению освоенной техники должен быть лучше ранее освоенных: он должен давать большую экономию живого v овеществленного труда, быть лучше по качеству и в большее мере удовлетворять потребности в новых или усовершенствованных видах продукции. Показатели качества вновь 259 создаваемой техники должны быть на уровне высших мировых достижений в данной отрасли. Новая или усовершенствованная техника должна быть лучше и эффективнее той, взамен которой она создается и будет производиться, с производственной, эксплуатационной или обеих точек зрения. В первом случае к новой (усовершенствованной) конструкции предъявляются требования как к объекту производства на заводе-изготовителе. Главным здесь является экономичность производства и минимальные сроки его подготовки и освоения. Экономичность изготовления каждой новой конструкции зависит от ее технологичности, оттого, насколько прогрессивными и производительными будут применяемые технологические процессы. Конструкция является технологичной, если она экономична для производства. При наличии нескольких вариантов конструкции техники, полностью удовлетворяющих эксплуатационным требованиям, предпочтение отдается более технологичной. Для выбора наилучшего варианта конструкции имеется ряд показателей технологичности: • трудоемкость изготовления - абсолютная (на одно изделие) и относительная (на единицу установленной мощности, производительности, другого показателя); • материалоемкость или масса конструкции - абсолютная или относительная; • трудоемкость подготовки изделия к функционированию; • степень конструктивной стандартизации и унификации; • капиталовложения в производство новой продукции; • себестоимость и отпускная цена новой продукции; • прибыль и рентабельность производства. Трудоемкость изготовления продукции определяется в процессе ее проектирования и является весьма важным показателем. Более технологичной считается та конструкция, которая при прочих равных условиях менее трудоемка. Снижение трудоемкости изделия на стадии его производства - одна из важнейших задач, которая ставится перед разработчиками. Большие возможности снижения трудоемкости заложены в правильном выборе современных прогрессивных методов получения заготовок, рациональном выборе квалитетов и классов шероховатости. На смену обработки деталей резанием (механообработки) постепенно приходят точные методы формообразования деталей - штамповки, прессования, литья под давлением и др. Материалоемкость характеризует общий расход материала на изготовление данной конструкции изделия или удельную материалоемкость на эксплуатационный параметр. Во многих случаях у конструктора есть возможность при проектировании детали выбрать материал из двух или даже многих, обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства детали, но различные по стоимости, трудоемкости обработки, а иногда способствующие снижению массы изделия. 260 Повышение определяющего эксплуатационного показателя изделия, как правило, дает снижение материалоемкости и трудоемкости в расчете на единицу основного параметра. При этом снижение удельной материалоемкости на единицу мощности или другого параметра происходит значительно быстрее, чем уменьшение общего расхода материала на единицу изделия. Трудоемкость подготовки изделия к функционированию определяется в процессе проектирования и зависит от сложности регулировочно-настроечных процессов, проводимых с целью получения необходимых техникоэкономических параметров. Возможности снижения трудоемкости здесь заложены в качестве используемой контрольно-измерительной аппаратуры и специальных стендов для испытаний. Степень конструктивной стандартизации и унификации -это показатель, характеризующий конструкцию изделия с точки зрения реализации в ней стандартизированных и унифицированных деталей, что приводит к повышению объема выпуска однотипных деталей, сборочных единиц, изделий в целом, а также к применению более прогрессивной технологии, а это как следствие позволяет не только существенно снизить трудоемкость изготовления, но и несколько уменьшить материалоемкость. Капиталовложения в производство новой конструкции характеризуют общие затраты на приобретение дополнительного и изготовление нестандартного оборудования и перепланировку в производственных цехах, создание производственных запасов. Чем меньше потребности предприятия в капиталовложениях, тем технологичнее новая конструкция изделия. Себестоимость, прибыль и рентабельность новой конструкции изделия являются обобщающими показателями ее технологичности. С производственной точки зрения новая конструкция будет считаться технологичной, а следовательно, и эффективной в том случае, если дополнительная прибыль (ДП), полученная в результате освоения, выпуска и реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней сложившейся рентабельности на предприятии-изготовителе. Этому условию должно удовлетворять неравенство: П П , (17.1)  К Оф где К - дополнительные капиталовложения, связанные с освоением новой конструкции изделия; П - суммарная годовая прибыль предприятия-изготовителя до выпуска новой конструкции изделия; Оф - стоимость производственных фондов предприятия-изготовителя. Дополнительная прибыль (ЛП) определяется по формуле 261   П  N 2  ( Ц 2  С2)  Зт  N1  ( Ц1  С1), (17.2) где N1 и N 2 , - среднегодовой выпуск ранее освоенной и новой конструкции изделия; Ц1 и Ц 2 - соответственно цены на ранее освоенную и новую конструкцию; С1 и С2 - соответственно себестоимость ранее освоенной и новой конструкции; Зт - среднегодовые затраты, связанные с технической подготовкой и освоением в производстве конструкции нового изделия. С эксплуатационной точки зрения потребителя новая конструкция должна обладать следующими показателями: 1) более надежной (долговечной, безотказной, ремонтопригодной и сохраняемой) в эксплуатации; 2) удобной в обслуживании и ремонте эстетичной и безопасной в эксплуатации; 3) эргономичной (с точки зрения психологии, физиологии и гигиены труда работников обслуживания); 4) более производительной в единицу времени; 5) более экономичной в потреблении электроэнергии и капиталовложений эксплуатационников новой продукции; 6) обеспечивать минимальную себестоимость единицы работы, выполняемой изделием. Если эксплуатационные свойства новой техники повышаются по сравнению с ранее освоенной (заменяемой), то экономическая эффективность ее определяется путем соизмерения капитальных вложений потребителя со снижением себестоимости работы, выполняемой новой техникой. Лучшим признается вариант с наименьшей суммой приведенных затрат: U i  Eн  К i  min, (17.3) где U i - годовые эксплуатационные издержки предприятия - потребителя продукции по i - му варианту; К i , - капитальные вложения предприятия - потребителя продукции по i му варианту; Eн - нормативный коэффициент экономической эффективности. После расчета суммы приведенных затрат по вариантам техники можно определить годовой экономический эффект использования новой или усовершенствованной техники. Эксплуатационная технологичность новой техники может быть определена с помощью нескольких показателей. При этом следует различать показатели технологичности базового изделия и проектируемого, а также определять уровень технологичности как соотношение показателей технологичности проектируемого и базового изделия. 262 Глава 18. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА 18.1. Задачи и содержание единой системы технологической подготовки производства Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства, т. е. наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации и средств технологического оснащения, необходимых для выпуска заданного объема продукции с установленными технико-экономическими показателями. Эта одна из важнейших стадий системы СОНТ весьма значительна по объему и сложности. Так, трудоемкость технологической подготовки по отношению к общей трудоемкости технического проекта изделия в единичном производстве составляет 20-25%, в серийном - 50-55%, а в крупносерийном и массовом - 6070%. Это связано с тем, что если двигаться от единичного производства к серийному и далее к массовому, то степень технологической оснащенности возрастает, а следовательно, увеличивается и объем работ, по ТПП. Технологическая подготовка производства на предприятии выполняется отделами главного технолога, главного металлурга, а также технологическими бюро основных цехов, в ведении которых находятся литейные, кузнечные, механические и сборочные цехи. Материальной базой для них служат инструментальный и модельный цехи, технологические лаборатории, опытное производство. До начала работ по ТПП, как правило, проводится технологический контроль чертежей, который необходим для анализа и проверки запроектированных изделий (деталей) на технологичность их конструкций, правильность назначения классов точности обработки, рациональность схем сборки и т. д. Основными этапами ТПП являются: 1) разработка технологических процессов; 2) проектирование технологической оснастки и нестандартного оборудования; 3) изготовление средств технологического оснащения (оснастки и нестандартного оборудования); 4) выверка и отладка запроектированной технологии и изготовленного технологического оснащения. На первом этапе осуществляют выбор рациональных способов изготовления деталей и сборочных единиц, разработку новых технологических процессов. Эта работа выполняется на основе: чертежей на вновь спроектированное изделие; ГОСТов, отраслевых и заводских стандартов на материалы, инструмент, а также на допуски и припуски; справочников и нормативных таблиц для выбора режимов резанья; планируемых размеров выпуска изделий. Содержание работ по проектированию технологических процессов 263 складывается из следующих элементов: выбора вида заготовок; разработки межцеховых маршрутов; определения последовательности и содержания технологических операций; определения, выбора и заказа средств технологического оснащения; установления порядка, методов и средств технического контроля качества; назначения и расчета режимов резания; технического нормирования операций производственного процесса; определения профессий и квалификации исполнителей; организации производственных участков (поточных линий); формирования рабочей документации на технологические процессы в соответствии с ЕСТП. На втором этапе ТПП, во-первых, проектируют конструкции моделей, штампов, приспособлений, специального инструмента и нестандартного оборудования, а во-вторых, разрабатывают технологический процесс изготовления технологического оснащения, который должен быть достаточно универсальным, но в то же время прогрессивным, совершенным и обеспечивающим высокое качество изготовляемых деталей. Разработка конструкций технологической оснастки осуществляется конструкторскими бюро по оснастке и инструменту в тесной взаимосвязи с технологами, которые проектируют технологические процессы обработки деталей нового изделия. На третьем этапе ТПП изготавливают всю оснастку и нестандартное оборудование. Это наиболее трудоемкая часть технологической подготовки (60 - 80 % труда и средств от общего объема ТПП). Поэтому, как правило, эти работы проводят постепенно, ограничиваясь вначале минимально необходимой оснасткой первой необходимости, а затем повышая степень оснащенности и механизации производственного процесса до максимальных экономически оправданных пределов. На этом этапе осуществляют перепланировку (если это необходимо) действующего оборудования, монтаж и опробование нового и нестандартного оборудования и оснастки, поточных линий и участков обработки и сборки изделий. На четвертом этапе ТПП выверяют и отлаживают запроектированную технологию; окончательно отрабатывают детали и узлы (блоки) на технологичность: выверяют пригодность и рациональность спроектированной оснастки и нестандартного оборудования, удобство разборки и сборки изделия; устанавливают правильную последовательность выполнения этих работ; проводят хронометраж механообрабатывающих и сборочных операций и окончательно оформляют всю технологическую документацию. Технологическая документация для различных типов производства (единичного, серийного и массового) отличается глубиной разработки технологических процессов и степенью их детализации. Сначала разрабатываются маршрутные межцеховые карты на технологические процессы изготовления деталей и сборочных единиц. Маршрутные карты указывают последовательность прохождения заготовок, деталей или сборочных единиц по цехам и производственным участкам предприятия. Для изготовления деталей и сборки изделия в единичном или мелкосерийном производствах достаточно иметь конструкторскую документацию, маршрутное или 264 маршрутно операционное описание технологического процесса либо перечень полного состава технологических операций без указания переходов и технологических режимов. Для серийного и массового производств кроме маршрутной технологии разрабатывается технологический процесс с операционным описанием формообразования, обработки и сборки. При этом для единичных технологических процессов разрабатывается операционная технологическая карта, для типовых (групповых) технологических процессов карта типовой (групповой) операции. В них указываются все переходы по данной конкретной операции и способы выполнения каждого, технологические режимы, данные о средствах технологического оснащения, материалах и затратах труда. Обычно в операционных картах помещают эскизные чертежи, изображающие детали или части деталей и содержащие те размеры и указания на обработку, которые необходимы для выполнения данной операции (способ закрепления деталей на станке, расположение инструмента, приспособление и др.). Кроме того, для определенных изделий разрабатываются карты типовых технологических процессов нанесения электролитических покрытий, химической обработки, нанесения лакокрасочных покрытий, ведомости удельных норм расхода растворителей, анодов, химикатов, ведомости подетальных отходов и другие документы. Исходная информация для разработки технологических процессов может быть базовой, руководящей и справочной. Базовая информация включает наименование объекта, а также данные, содержащиеся в конструкторской документации. Руководящая информация - это отраслевые и заводские стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам, оборудованию, оснастке, документация на действующие типовые и групповые технологические процессы, производственные инструкции, документация для выбора нормативов по технике безопасности и промышленной санитарии. Справочная информация включает документацию опытного производства, описания прогрессивных методов изготовления, каталоги, справочники, альбомы компоновок, планировок и др. 18.2. Автоматизация технологической подготовки производства Одним из решающих направлений совершенствования ТПП является создание и эффективное использование автоматизированных систем, основанных на широком использовании ЭВМ. Автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП) является подсистемой АСУП (автоматизированной системы управления предприятием) и состоит из функциональных подсистем более низкого уровня, выделенных в соответствии с задачами, решаемыми в процессе ТПП: системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП), системы автоматизированного проектирования 265 технологического оснащения (САПРТО), системы автоматизированного проектирования производственных подразделений (САПРОП) и системы управления технологической подготовки производства (АСУТПП). В системе автоматизированного проектирования формализация процессов выбора и проектирования технологии, оснащения и способов организации производства выполняется инженерами - специалистами в области использования средств вычислительной техники и автоматизации проектирования. В зависимости от уровня автоматизации проектных работ различают системы с частичной автоматизацией, автоматизированные системы, решающие более комплексные задачи ТПП, автоматические, а также самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы высокого уровня. В САПР с частичной автоматизацией решаются отдельные задачи, например, составление операционных карт, расчет норм штучного времени выполнения операций и др. В автоматизированных системах решаются задачи применительно к определенному классу изделий, деталей, технологических процессов, видов оснащения. Например, разрабатывается технология изготовления тел вращения, выбираются средства технологического оснащения, проектируются участки, линии и т. д. Автоматизированные системы являются частью интегрированных производственных систем, осуществляющих комплексную подготовку производства изделий для изготовления их на высокоорганизованных производственных системах типа ГПС. Самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы могут отслеживать изменение условий производства, корректируя методы решения задач. Участие человека в этих системах сводится к минимуму. АСТПП - сложная по структуре и функционированию кибернетическая система, находящаяся в постоянном движении, реагирующая на изменение данных, поступающих в процессе проектирования от других подсистем, производственных и других подразделений, вырабатывающая ответные действия, в результате которых либо сохраняется стабильность существующего положения, либо определяется вариант ответного действия. Обмен информации между системами происходит с помощью прямых и обратных связей. В процессе передачи по каналам связи информация может принимать различные формы, быть представленной на различных носителях. Обеспечение АСТПП необходимой информацией организуется с использованием информационно-поисковой системы (ИПС), которая в зависимости от уровня автоматизации системы проектирования может быть полумеханизированной, механизированной, использующей сортировочные устройства электромеханического типа, или автоматизированной с использованием ЭВМ различного типа, допускающих работу в диалоговом режиме. Применение разработанных ранее технических решений, найденных с помощью ИПС, позволяет снизить трудоемкость проектирования на 20 - 50% в зависимости от степени новизны разрабатываемых изделий и технологических процессов. Автоматизированное проектирование ТПП представляет собой 266 развернутый и сложный процесс переработки информации разнообразного вида, формы и содержания. Основной целью создания АСТПП является ускорение и совершенствование процессов технологического проектирования за счет автоматизации и механизации с помощью вычислительной техники ряда сложных и трудоемких процессов проектирования, поддающихся формальному алгоритмическому описанию. Разработка и внедрение АСТПП, с одной стороны, требуют наличия развитых стандартизации и унификации конструктивных элементов, типизации и нормализации технологических процессов и оснащения, вычислительной техники и ее математического и программного обеспечения, а с другой АСТПП стимулирует деятельность научных и проектных организаций в этом направлении и способствует повышению качества технологического проектирования, а также унификации технических решений. Эффективность функционирования АСТПП определяется качеством построения и использования единого банка данных технологического назначения, порядком формирования и составом документации. Как правило, банк данных АСТПП содержит четыре группы документов: • конструкторско-технологические характеристики проектируемых изделий, определяющих специализацию предприятия, параметры деталей, сборочных единиц, изделия в целом; • эксплуатационно-технические характеристики оборудования и технологической оснастки, применяемых на предприятии или находящихся в стадиях проектирования; • организационно-технологическая документация, включающая технологические маршруты, операционные карты, технологические процессы изготовления деталей, сборки изделий, конструкторские и технологические спецификации, проекты линий, участков, производств; • нормативно-справочная документация, регламентирующая содержание, порядок работ в ТПП, требования, предъявленные к ним государственными и отраслевыми стандартами, нормативной документацией предприятия. Завершающей стадией в АСТПП является подготовка технологической и проектной документации для освоения выпуска новой техники. В связи с автоматизацией работ меняется и носитель информации. По мере совершенствования АСТПП сокращается доля традиционных форм конструкторской, технологической, организационно-экономической и производственной информации. Возрастает доля информации на машинных носителях, магнитных лентах, дисках и др. В этом случае результаты проектирования технологии представляются в виде операционных карт, результаты синтеза траекторий движения инструментов - в виде расчетнотехнологических карт, результаты проектирования средств технологического оснащения - в виде рабочих чертежей и конструкторских спецификаций, полученных на ЭВМ, графопостроителях и чертежно-графических автоматах только для осуществления контрольных функций. Экономический эффект при автоматизированном проектировании достигается как за счет снижения трудоемкости самого процесса 267 проектирования, так и за счет использования резервов в технологических процессах, таких как повышение качества изделий, уменьшение расхода инструментов, уменьшение отходов и т. п., а также за счет оптимизации принимаемых решений, таких как оптимизация раскроя материала, оптимизация режимов резания, оптимизация распределения припусков. Экономический эффект АСТПП определяется путем сопоставления затрат на создание системы ( K c ) и годовых эксплуатационных затрат на работы по ТПП до внедрения АСТПП ( S1 ) и после внедрения ( S 2 ). Экономический эффект может быть определен за счет сокращения цикла СОНТ и в сфере производства за счет повышения качества продукции и снижения ее себестоимости. 18.3. Организационно-экономические пути ускорения технологической подготовки производства Одним из направлений сокращения трудоемкости и продолжительности ТПП является использование технологической унификации и стандартизации. К основным ее направлениям относятся: типизация и нормализация технологических процессов; унификация технологической документации; групповые методы обработки деталей; унификация оборудования и технологической оснастки. Под типизацией технологических процессов (ТТП) понимается система их рациональной разработки, основанной на создании групп конструктивнотехнологически подобных деталей или сборочных единиц. Наибольшее распространение ТТП получила при разработке технологических процессов механообработки. ТТП обеспечивает: упорядочение существующей технологии; внедрение прогрессивных методов обработки и сборки; использование высокопроизводительной, быстро переналаживаемой оснастки и оборудования; использование принципов поточного производства в организации производственных процессов серийного и мелкосерийного производств; внедрение гибкого автоматизированного производства; значительное снижение трудоемкости разработки технологических процессов, а вместе с тем и сокращение сроков ТТП. Работы по ТТП осуществляются в два этапа. Первый этап - классификация деталей в группы конструктивнотехнологического подобия и выбор типового представителя каждой группы. Подбор деталей в такие группы осуществляется по следующим признакам: близкие по конструктивному оформлению при одинаковых требованиях к точности и чистоте обработки поверхностей, одинаковой последовательности операций, однотипном использовании оборудования и оснастки. Формирование таких групп, как правило, осуществляется на основе разработанного конструктивно-технологического классификатора деталей, при 268 котором детали предварительно группируются в классы по признаку служебного назначения, классы делятся на подклассы по конструктивным формам деталей, что обусловливает подобие их технологических маршрутов и идентичность применяемой оснастки. Дальнейшее разделение на группы (по признаку общности материала) обеспечивает унификацию технологического маршрута их обработки. И, наконец, все детали группируются по типам в соответствии с требованиями точности их обработки. Из каждой типовой группы деталей выбирается конкретная деталь, имеющая наибольшее число обрабатываемых поверхностей и наибольшую трудоемкость изготовления. Эта деталь принимается в качестве базовой для разработки технологии. Второй этап - разработка технологического процесса на базовую деталь, который утверждается как типовой для данной группы. Кроме необходимых сведений для изготовления базовой детали ТТП содержит указание о методах обработки всех деталей данной группы в виде полного перечня и последовательности операций и переходов обработки деталей данного типа. При составлении технологического процесса для какой-либо новой детали прежде всего устанавливается, к какому типу и к какой группе она относится. Этим сразу определяется содержание технологического процесса, что значительно ускоряет его разработку и позволяет установить оптимальные режимы, так как последние уже отработаны на типовом процессе. Использование ТТП предъявляет более жесткие требования к технологичности деталей, а следовательно, заставляет конструкторов тщательнее подходить к их конструктивным формам. ТТП сборки осуществляется с помощью типовых технологических схем, определяющих структуру технологического процесса в виде перечня типовых операций и последовательности их выполнения. Нормализация технологических процессов (НТП) дополняет ТТП. В распоряжении технологов имеются технологические нормали на используемые исходные материалы (сплавы, марки, профили и др.), режимы и методы обработки (плавки, заливки, нагрева под ковку, штамповку, термообработку), геометрические элементы конструкций (радиусы закруглений, углы и др.), припуски, допуски, уклоны на штамповке и др. Групповые методы обработки деталей аналогично ТТП базируются на классификации деталей по группам по тем же признакам конструктивнотехнологического подобия. Однако групповой технологический процесс разрабатывается не на конкретную базовую деталь, а на комплексную деталь, которая включает в себя все элементарные поверхности деталей, входящих в группу. Обработка данной группы деталей осуществляется с помощью групповой оснастки станка, настроенной на изготовление комплексной детали. Унификация технологической документации приводит к сокращению общего количества документов, облегчению труда технологов при подготовке производств и внесении изменений в действующие процессы. К числу основных унифицированных документов, используемых при разработке ТТП, относятся карты типовых представителей, операционные технологические карты, сводные карты ТТП, операционные карты групповой обработки, 269 сводные карты групповых процессов. Унификация оборудования и технологической оснастки позволяет использовать ее при смене объектов производства, повысить коэффициент загрузки оснастки и ее эффективность, предоставляя возможность вести обработку деталей большими партиями. Стандартизация оснастки существенно уменьшает затраты времени и средств на ее проектирование, сокращает цикл ее изготовления, является предпосылкой специализации производства, что приводит к сокращению затрат на оснащение. Наибольшее распространение на предприятиях получили такие системы унифицированной оснастки, как сборно-разборные, универсально-сборные, универсально-наладочные приспособления, универсальная безналадочная, неразборная специальная, специализированная наладочная. Сборно-разборная оснастка (СРО) состоит из стандартных фиксирующих, зажимных, крепежных и специальных деталей; при перекомпоновке на новое изделие возможна доработка стандартных элементов. СРО представляет собой обратимую специальную оснастку долгосрочного применения. Она применяется для обработки одной или нескольких деталей, а также пригодна для условий крупносерийного производства. Универсально-сборная оснастка (УСО) собирается из стандартных деталей и узлов многократного использования, изготовленных с высокой степенью точности. Используется для сверлильных, токарных, фрезерных, расточных, шлифовальных, сварочных, штамповочных и других операций. Компоновки УСО после обработки данной партии деталей разбираются, детали и узлы используются для сборки других приспособлений и повторных компоновок. Недостатком этого вида оснастки является высокая стоимость набора компоновочных элементов и пониженная жесткость приспособлений. Применяется преимущественно на заводах опытного, единичного мелкосерийного и серийного производства. Универсально-наладочные приспособления (УНП) имеют базовую оригинальную деталь и сменные наладки. Базовая деталь используется многократно, а сменные элементы предприятия изготовляют в соответствии с конфигурацией обрабатываемых деталей. Примером УНП являются универсально-наладочные тиски, патрон со сменными кулачками и др. К недостаткам УНП можно отнести замену сменных наладок раньше их полного износа в связи с обычно возникающей необходимостью переходить на выпуск новых изделий. УНП применяются в соответствии с классификацией обрабатываемых деталей и с внедрением ТТП. Универсальная безналадочная оснастка (УБО) используется для многократной и долговременной установки различных по форме и размерам заготовок, обрабатываемых на универсальных металлорежущих станках. Преимущества этой оснастки: небольшие сроки и затраты на проектирование и изготовление, разнообразие деталей, для которых они могут использоваться, возможность использовать их до полного износа. Основным недостатком УБО является невысокая производительность из-за необходимости постоянно 270 выверять точность установки заготовок. Неразборная специальная оснастка (НСО) долгосрочного применения используется для одной, как правило, деталеоперации в крупносерийном и массовом производствах. К достоинствам НСО можно отнести высокую производительность, так как не требуется выверять детали, размеры получаются автоматически, обеспечивается высокое качество. Ее недостатки большие сроки и стоимость проектирования и изготовления, невозможность использования при смене изделий, т. е. ухудшение гибкости производства. Специализированная наладочная оснастка (СНО) используется для деталей, близких по конструктивно-технологическим признакам, имеющих общие базовые поверхности и одинаковый характер обработки. Эта оснастка состоит из базового агрегата и наладки. Она допускает регулирование элементов или замену специальной наладки. Детали в этом случае обрабатываются по единому групповому или типовому технологическому процессу. 18.4. Технико-экономический анализ и обоснование выбора ресурсосберегающего технологического процесса Рассмотрев варианты технологических процессов, обеспечивающих примерно одинаковое качество изделий, соответствующее требованиям технического задания, технолог обязан выбрать наиболее экономичный из вариантов и детально его разработать. Технологический процесс изготовления изделия (детали, узла) представляет собой строго определенную совокупность выполняемых в заданной последовательности технологических операций. Эти операции меняют форму, размер и другие свойства детали (изделия, узла), а также ее состояние или взаимное расположение отдельных элементов. Одна и та же операция может производиться многими способами, на различном оборудовании. Поэтому выбор ресурсосберегающего технологического процесса заключается в оптимизации каждой операции по минимуму потребления материальных, трудовых, энергетических ресурсов. Важным показателем экономичности названных ресурсов является снижение себестоимости (экономия ресурсов), связанное с применением лучшего технологического процесса. Для определения снижения себестоимости (экономии) требуется рассчитать себестоимость для каждого из сравниваемых вариантов технологического процесса. Расчет полной себестоимости продукции при применении каждого из вариантов сложен. Он требует большого количества исходных данных и времени. Для упрощения расчетов экономии представляется возможность без ущерба для точности определять и сопоставлять не полную, атак называемую технологическую себестоимость, которая включает только те элементы затрат на изготовление изделия, величина которых различна для сравниваемых вариантов. Элементы себестоимости, 271 которые для этих процессов одинаковы или изменяются незначительно, в расчет не включаются. Таким образом, технологическая себестоимость - это условная себестоимость, состав ее статей непостоянен и устанавливается в каждом отдельном случае. Сопоставление вариантов технологической себестоимости дает представление об экономичности каждого из них. Следует отметить, что величина технологической себестоимости изготовления отдельных изделий (деталей узлов) в значительной мере зависит от объема производства. Следовательно, все затраты на изготовление изделий по степени их зависимости от объема производства целесообразно подразделять на переменные ( Pp ), годовой размер которых изменяется прямо пропорционально годовому объему выпуска продукции (N), и условнопостоянные ( Pv ), годовой размер которых не зависит от изменения величины объема производства. К переменным затратам относятся: затраты на основные материалы за вычетом реализуемых отходов ( Pм ), руб.; затраты на топливо, предназначенные для технологических целей ( Pтт ) руб.; затраты на различные виды энергии, предназначенные для технологических целей ( Pтэ ), руб.; затраты на основную и дополнительную заработную плату основных производственных рабочих с отчислениями в фонд социальной защиты населения ( Pз ), руб.; затраты, связанные с эксплуатацией универсального технологического оборудования ( Pоб ), руб.; затраты, связанные с эксплуатацией инструмента и универсальной онастки ( Pи ), руб. К условно-постоянным затратам относятся: затраты, связанные с эксплуатацией оборудования, оснастки и инструмента, специально сконструированных для осуществления технологического процесса по данному варианту ( Pс.об ). руб.; затраты на оплату подготовительно-заключительного времени ( Pп.з ), руб. Общая формула технологической себестоимости для операции ( i  j ) имеет вид: Cт  Pp  N  Pv . Подставив соответствующие значения постоянных расходов в формулу (18.1), получим: (18.1) переменных и условно- Cт  ( Pм  Pтт  Pтэ  Pз  Pоб  Pи )  N  ( Pс.об  Pп.з ). (18.2) После определения технологической себестоимости по вариантам (если рассматривается не более двух вариантов) для каждого из них определяется, при каком годовом объеме производства (N) сравниваемые варианты будут экономически равноценны. 272 Для этого производства N: решается система уравнений относительно объема  Cт.1  Pр.1  N  Pv.1 ;   Cт.2  Pр.2  N  Pv.2 При C т.1  С т.2 получим (18.3) P P (18.4) Nкр  v.2 v.1 . Pр.1  Pр.2 Эту величину годового объема производства продукции принято называть критической. Если сопоставление вариантов технологического процесса осуществить графически, то будет очевидно, что критический объем производства продукции является абсциссой точки пересечения двух прямых с начальными ординатами Pv.1 и Pv.2 , выраженных для каждого варианта уравнением его технологической себестоимости. Таким образом, определение абсциссы этой "критической точки" служит завершающим этапом технико-экономических расчетов, устанавливающих области наиболее целесообразного применения каждого из сопоставляемых вариантов, ограничиваемые определенными размерами программ (N). В качестве примера сделаем выбор ресурсосберегающего технологического процесса, состоящего из пяти операций (табл. 18.1), каждую из которых можно выполнить двумя вариантами. Для этого рассчитаем объем производства Nкр по каждой операции, при котором сравниваемые варианты будут экономически равноценны, построим графики изменения технологической себестоимости, определим зоны с наименьшими затратами, а далее исходя из заданного объема производства (производственной программы N = 800 шт.) определим размер технологической себестоимости с минимальными затратами используемых ресурсов. Критический объем выпуска продукции на первой операции "Изготовление паст" рассчитаем по формуле (18.4). Таблица 18.1 Технологический процесс изготовления пассивной части тонкопленочных структур Варианты технологии 1. Изготовление паст Вариант I Вариант II 2. Трафаретная печать Бесконтактный метод Контактный метод Рр, руб./шт. Рv, руб./год 150 120 120000 150 000 200 150 170 000 200 000 273 3. Термообработка паст В печах под инфракрасными лучами В муфельных печах непрерывного действия 4. Подгонка тонкопленочных элементов Лазерный метод Подгонка анодированием 5. Защита тонкопленочных элементов 120 70 250 000 300 000 350 250 190 310000 350 000 120 000 Технологическая себестоимость продукции на данной операции при объеме Nкр = 1000 шт. составит Cт.I  150  1000  120000  270000 руб Cт.II  120 1000  150000  270000 руб Аналогично определяется Nкр и Ст по вариантам и по всем остальным операциям. Построение графика изменения технологической себестоимости продукции и определение зон с наименьшими затратами. График (рис. 18.1) строится на основе полученных расчетных данных. Задавшись значением N < Л/кр и N > Л/кр, график строим в осях координат, одной из которых является (ордината) значение технологической себестоимости (Ст.), а другой (абсцисса) - значение годового объема производства (Л/). Аналогично графики строятся по всем остальным операциям. Далее исходя из заданной программы N = 800 шт. выбираем на первой операции I вариант, так как N = 800 шт. меньше Nкр = 1000 шт., что обеспечивает более низкую себестоимость продукции. Аналогично выбираем варианты на второй, третьей и четвертой операциях технологического процесса. Пятая операция имеет один вариант. Ст, тыс. руб. 350 250 150 50 2 Зона 2 1 500 1000 1500 N Рис. 18.1. График изменения технологической себестоимости; 1 -I вариант; 2 - II вариант Тогда технологическая себестоимость продукции заданной программы составит 274 Ст  150  150  120  250  190   800   120000  200000  250000  350000  120000   1728 тыс. руб Себестоимость единицы продукции Cт.ед.  1728 000 : 800  2160 руб. Если предстоит необходимость сделать выбор технологического процесса не из двух вариантов, а из трех, четырех и т. д., то строится ориентированный граф, дуги которого представляют технологические операции. Для оценки использования ресурсов при возможных вариантах изготовления детали (изделия) вводится целевая функция С т т. е. сумма технологических себестоимостей по каждой из запроектированных операций, с тем чтобы их сумма была минимальной: m Cт   Cij  min i 1 (18.5) Таким образом, выбор оптимального варианта технологического процесса можно свести к выбору маршрута в заданном ориентированном графе, имеющем минимальную суммарную технологическую себестоимость. Глава 19. ОРГАНИЗАЦИЯ ОСВОЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НОВОЙ ТЕХНИКИ 19.1. Организация опытного производства новой техники Опытные цехи предприятий, находясь на стыке науки и производства, выполняют роль связующего звена между этими фазами и существенным образом влияют на сферы научной и производственной деятельности. Отработка изделия в опытном производстве производится параллельно со стадиями технической подготовки производства (КПП, ТПП, ОПП) и является завершающей стадией НИР и ОКР. Целесообразность этой стадии в системе СОНТ определяется влиянием на качество отработки документации вновь создаваемой и осваиваемой новой техники и технологии. Понятие "опытное производство" охватывает различные производственные подразделения: экспериментальные цехи предприятий массового и серийного типов производства; экспериментальные (но не лабораторные) производства при отраслевых НИИ; предприятия единичного производства, временно используемые для отработки и опробования новых идей; экспериментальные участки для отладки новых технологических процессов; цехи предприятий серийного производства, используемые для создания опытных серий новой продукции; предприятия, созданные специально для выпуска и отработки опытной продукции. Практика показывает, что чем быстрее меняются такие концепции как физико-химические, схемотехнические, конструкторские, технологические и др., характерные для предприятий машиностроения и радиоэлектроники, тем 275 более оправдано существование опытных производств в виде самостоятельных предприятий или подразделений, входящих в научно-производственные объединения. Продукция опытного производства, как правило, бывает оригинальной, поэтому для него считается обычным и закономерным внесение большого числа изменений в техническую и технологическую документацию. Основными особенностями опытного производства являются: большая номенклатура одновременно осваиваемых в производстве изделий; неповторяемость объектов производства; непрерывная смена объектов производства; сжатые сроки подготовки производства опытного образца; большое число конструкторско-технических изменений. Основная задача опытного производства заключается в материализации деятельности НИИ и КБ, а затем ОГК и ОГТ по всей запланированной тематике и в заданные сроки, а также выпуск первых установочных партий образцов новой техники. Выпуск установочных партий позволяет уточнить возможность передачи нового изделия в серийное производство и выявить сроки его промышленного освоения в нужных объемах. Критерием работы опытного производства можно считать качество выпускаемой технической документации и сроки освоения нового изделия в условиях серийного производства. Решать поставленные задачи опытное производство может только при условии максимального приближения степени проработки технологических процессов к нормам и принципам, принятым в серийном производстве. Опытный завод, цех должны быть оснащены оборудованием, по своему техническому уровню находящимся на уровне оборудования серийного завода, быть более совершенным и более прогрессивным. Только в этом случае можно добиться сокращения сроков подготовки серийного производства новых изделии. Основной целью опытного производства следует считать промышленно-экономическую аттестацию (оценку) результатов научноисследовательской деятельности НИИ и КБ и таким образом проверку и оценку "жизнеспособности" новой продукции. Промышленная аттестация "жизнеспособности" научной разработки включает определение серийнопригодности продукции. Под этим понимается возможность сохранения параметров новой техники в оговоренных границах в условиях воздействия организационно-технических факторов серийного производства, а также при увеличении объемов вы пуска; возможность расширения сферы применения вновь разработанного изделия. 19.2. Организационная подготовка производства к промышленному освоению новой техники Важной составной частью системы СОНТ является стадия организационной подготовки производства (ОПП). Она представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов: по выбору наиболее рациональных 276 форм и методов организации производства новых изделий по обеспечению их материалами и комплектующими изделиями; по подготовке кадров соответствующих профессий и квалификации; по сбору необходимых данных для оперативно-производственного планирования. В процессе организационной подготовки производства реализуются фонды на кооперированные поставки; приобретаются комплектующие изделия и полуфабрикаты, новые материалы и технологическое оборудование, измерительная аппаратура и технологическое оснащение, составляются трудовые нормы и рассчитывается потребность в рабочей сипе; организуется изготовление деталей, сборочных единиц и блоков; корректируется техническая документация (конструкторская и технологическая). Организационная подготовка производства осуществляется соответствующими отделами и службами завода (ОГК, ОГТ, ОГМ, ОТиЗ, ПЭО и др.). Важным этапом ОПП является планирование. Оно начинается с укрупненного технологического анализа составных частей нового изделия, чтобы выявить возможности использования имеющейся и приобретения или изготовления дополнительной технологической оснастки и нестандартного оборудования. Затем рассчитываются необходимые календарно-плановые нормативы в зависимости от форм организации производства (производственные мощности, длительность производственного цикла нового изделия и др.) для составления плана работы ОПП. Этот план увязывается с планом технической подготовки производства. Обеспечение материалами и комплектующими изделиями рассчитывается в плане исходя из производственного задания на изготовление изделий установленной серии и норм расхода материальных ценностей, а потребность в материальных ценностях и распределение их поставок по срокам устанавливается планом МТО и оперативно- производственным планом. Другим важным этапом ОПП является изготовление изделий установочной серии. По результатам изготовления изделий установочной серии и испытания ее в реальных условиях производится корректировка конструкторской и технологической документации (КД, ТД) перед запуском изделий в установившееся серийное или массовое производство. С этой целью производственным цехам завода передается комплект технологической и конструкторской документации, отработанной на технологичность, и определяется задание на изготовление, монтаж и сборку изделий установочной серии. В соответствии с планом работы ОПП и графиком подготовки производства нового изделия осуществляются мероприятия по подготовке и переподготовке кадров: повышение квалификации рабочих и производственнотехническое обучение ИТР и служащих, соответствующих профессии и квалификации. Весь процесс ОПП регламентируется директивной и технической документацией, включающей приказы по предприятию; планыграфики изготовления изделий, комплекты КД и ТД; ведомости на материалы, полуфабрикаты и комплектующие изделия; заявки на их приобретение; расчеты 277 производственной мощности, трудоемкости изготовления изделия и длительности производственного цикла; план МТО; программу подготовки и переподготовки, и другой документацией. Важной задачей ОПП является создание таких условий на предприятии, которые бы обеспечивали производство новых изделий высокого качества и в сроки, установленные планом предприятия или вышестоящей организацией. От уровня ОПП (четкого выполнения совокупности перечисленных выше взаимосвязанных процессов целенаправленных технических, организационных, экономических, социальнопсихологических и др.) зависят качество и сроки проведения промышленного освоения производства новых изделий. 19.3. Организация процесса освоения производства новой техники Организация перехода предприятия на выпуск новой техники связана с решением ряда сложных проблем, возникающих в процессе ее освоения. Основными из таких проблем являются: 1) освоение выпуска более сложной продукции с более высокими техническими параметрами и лучшими технико-экономическими показателями, чем у снимаемой с производства (параллельно выпускаемой); 2) возмещение повышенных затрат производства в период освоения новой техники за счет ранее освоенной для обеспечения рентабельности работы предприятия; 3) повышение обоснованности плановых заданий и уровня организации процесса освоения; 4) поиски расширения областей применения новой продукции (поиски ниш на рынке сбыта); 5) подготовка и обеспечение производства работниками соответствующих профессий и квалификации; 6) организация системы кооперирования и МТО производства новой продукции; 7) совершенствование организации разработки и производства специального (нестандартного) оборудования и технологической оснастки. Находясь на стыке науки, техники и производства, процесс освоения производства (ОСП) обладает двойственным характером. На этой стадии СОНТ реализуются, с одной стороны, функции исследования и разработки (отработка конструкции изделия и технологии его изготовления), с другой непосредственно производственные функции (развертывание выпуска новых изделий) в промышленном производстве. В обоих случаях процесс ОСП оказывает значительное влияние на все экономические показатели предприятия в связи с повышенными затратами труда, основных фондов и оборотных средств. Являясь переходным процессом от стадии отработки изделия в опытном производстве (ООП) к серийному производству, стадия промышленного ОСП характеризуется динамичностью показателей и недетерминированностью работ, выполняемых в этот период (с каждым очередным номером осваиваемого изделия резко меняется трудоемкость, материалоемкость, себестоимость, процент выхода годной продукции). Основной задачей в комплексе организационных вопросов, решаемых в период ОСП, является планирование предстоящего процесса освоения выпуска 278 изделий. В силу большого числа объективных и субъективных факторов, влияющих на характеристики освоения, традиционные приемы планирования в этот период не обеспечивают необходимой точности соответствия планируемых и фактических показателей производства. Практика последних лет показывает, что нужны более совершенные методы планирования, основанные на изучении закономерностей потребления трудовых, материальных и денежных ресурсов в период освоения, а также методы моделирования с широким использованием ЭВМ при формировании плана освоения и принятии организационно-технических решений. Научно обоснованное планирование позволяет более эффективно распределять и использовать ресурсы, выделяемые для целей ОСП. Следует различать два вида освоения выпуска новой продукции. Первый вид-освоение выпуска опытного изделия (отработка изделия в опытном производстве - ООП). Второй вид - освоение промышленного выпуска новой продукции (промышленное освоение). Оно заключается в последовательном развертывании серийного или массового выпуска новой продукции. Виды освоения отличаются целями, задачами, временем и местом проведения (табл. 19.1). Таблица 19.1 Особенности процессов освоения Отличительные Опытное освоение (ООП) признаки Цель Доказать и оценить экономическую возможность и целесообразность изготовления нового изделия Промышленное освоение (ОСП) Задачи Формирование производственной линии по выпуску нового изделия. Создание производственных связей и системы обеспечения выпуска новой продукции, обучение коллектива и т. д. Отработка воспроизводимости технологического процесса изготовления новых изделий, приобретение опыта, корректировка КФ и ТФ Обеспечить достижение проектной мощности серийного выпуска новой продукции 279 Время освоения 2-4 месяца Место Опытный завод, проведения производство, цех 1-3 года Промышленное предприятие серийного производства 19.4. Динамика изменения технико-экономических показателей на стадии освоения производства новой техники Динамичность процессов освоения новой техники, вероятностный характер, а также другие причины и особенности (отличительные признаки) создают определенные трудности при планировании технико-экономических показателей (ТЭП) работы промышленного предприятия. Для уменьшения степени неопределенности при формировании плана производства новой техники необходимо изучать и учитывать изменения ТЭП в динамике в период освоения. Длительность периода освоения определяется временем от начала приобретения навыков при выпуске первых номеров изделий до достижения производительности труда и себестоимости продукции на уровне выпуска серийных изделий. Качество процесса освоения характеризуется скоростью снижения трудоемкости, себестоимости изготовления единиц изделия, а оптимальность выбора режимов и качества выполнения операции отражаются в динамике роста величины выхода годной продукции. Для изготовления единицы изделия на каждой операции нормируются все основные виды затрат ресурсов. Например, в машиностроении и электронной промышленности осваиваемые изделия с точки зрения учета затрат условно разделяются на физические и годные. Термин "затраты на физическое изделие" используется при нормировании затрат без учета выхода годных изделий. Затраты на годные изделия означают затраты на производство изделия с учетом технологических потерь, обусловленных уровнем коэффициента выхода годных изделий. Чем выше коэффициент выхода годных изделий, тем эти затраты ниже и приближаются к затратам на физическое изделие. Из сказанного выше видно, что качество воспроизведения технологии, выражаемое через коэффициент выхода годных изделий, значительно влияет на потребление ресурсов (материальных и трудовых). Знание динамики изменения выхода годной продукции в период освоения позволяет определить возможность ускорения освоения и с достаточной точностью планировать затраты производства. Себестоимость единицы годной продукции трех стадий технологического процесса (обработки полупроводниковых пластин, сборки приборных кристаллов и измерения и испытания приборов) с учетом коэффициента выхода годных изделий (Pg) определяется по формуле 280 S пр1 S пр 2 S пр3   S   к , S      Pв1  Pв 2  Pв3 Pв 2  Pв3 Pв3  N вып где S пр1, S пр 2 , S пр3 (19.1) - нормируемые прямые (условно-переменные) затраты на физическую единицу изделия соответственно на стадиях обработки, сборки и измерения, руб./шт.; определяются по формуле S пр  S м  L3  S э  S r , (19.2) где S м , L3, S э , Sr - затраты соответственно на материалы (включая полуфабрикаты и комплектующие изделия), заработную плату (основную и дополнительную и отчисления в фонд социальной защиты населения и др. налоги), технологическую энергию и газы; Pв1, Pв 2 , Pв3 - коэффициенты выхода годной продукции соответственно по стадиям; определяются по формуле Pвi  N n / N запi (19.3) где S к - косвенные (условно-постоянные) затраты на запланированный объем выпуска, руб.; N вып - планируемый объем выпуска годных изделий, шт. Так как влияние уровня выхода годной продукции на производственные затраты весьма значительное, например, при разработке микросхем и их дальнейшем изготовлении необходимо тщательно изучать и учитывать действия дестабилизирующих факторов на величину Pв . Известно, что Pв изменяется под воздействием множества факторов организационного, конструкторского и технологического характера. В период освоения основными факторами являются технологические (не оптимальность и нестабильность параметров), качество исходных материалов, структурные дефекты (при формировании микросхем) и т. д. По мере нарастания объема выпуска изделий, в результате неоднократных повторений процессов изготовления происходит стабилизация технологических процессов, налаживание производственных связей и как следствие наблюдается последовательный рост уровня выхода годной продукции, устанавливаются необходимые величины потребления ресурсов (трудовых, материальных, денежных), характерные для установившихся процессов серийного производства. Поэтому можно считать нарастающий с начала освоения объем выпуска изделий показателем, синтезирующим действие всей совокупности факторов. С ростом объема дестабилизирующее воздействие факторов снижается в результате целенаправленных организационно-технических и других мероприятий. Зависимость между удельными затратами (трудоемкостью, материалоемкостью и себестоимостью) и количеством (порядковым номером) осваиваемых изделий имеет вид степенной функции) (19.4) Y  a  x  b, 281 где У - затраты на изготовление х-й единицы изделия; а - затраты на производство первой единицы изделия; х - порядковый номер изготавливаемого с начала освоения изделия (партии); b - показатель, характеризующий крутизну кривой освоения (коэффициент крутизны). Кривая, построенная на основе этой зависимости, описывает характер изменения искомых затрат в период отработки технологии и развертывания выпуска новых изделий и носит название кривой освоения (рис. 19.1). Y, нормо-ч 110 100 80 60 40 20 5 10 15 20 25 30 35 40 45 X, шт. Рис. 19.1. Изменение трудоемкости монтажа нового изделия по кривой освоения с коэффициентом крутизны b = 0,28 Из рисунка видно, что процесс освоения можно считать законченным, когда трудоемкость изготовления или затраты других ресурсов (материальных, денежных) становятся стабильными и дальнейшее снижение их незначительно. Обычно это свидетельствует о достижении технически обоснованной нормы времени на первый год выпуска. В период освоения затраты (трудовые, материальные, денежные) складываются из технически необходимых суммарных затрат ( S тн ) и дополнительных ( S д ) затрат на производство (см. рис. 19.1). Очевидно, что усилия при организации и планировании процессов освоения должны быть направлены на снижение дополнительных ( S д ) затрат производства, так как они обусловлены качеством подготовки производства и процесса освоения. В отличие от трудоемкости, себестоимости, имеющих тенденцию снижения по мере освоения производственных процессов, показатель выхода годных изделий в этот период времени имеет тенденцию к росту, что также обусловлено корреляционной зависимостью между количеством изготавливаемых изделий и коэффициентом выхода годных изделий. 282 Глава 20. ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСКОРЕНИЯ ПОДГОТОВКИ И ОСВОЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВА НОВОЙ ТЕХНИКИ 20.1. Экономическое значение фактора времени в подготовке и освоении производства новой техники Фактор времени в системе СОНТ имеет важное экономическое значение. Увеличение затрат времени на выполнение стадий и этапов системы СОНТ вызывает непроизводительные затраты труда и повышенное потребление ресурсов в процессе освоения, а также старение техники уже на стадии ее освоения. Поэтому центральным вопросом проблемы СОНТ является задача сокращения продолжительности цикла системы. Цикл определяется продолжительностью стадий и этапов, из которых состоит система СОНТ, а также степенью (коэффициентом) параллельности их выполнения. Основные задачи организации и планирования процессов СОНТ с целью сокращения продолжительности цикла заключаются в снижении до минимума числа изменений, вносимых после передачи результатов из предшествующей стадии (этапа) в последующую; в определении рациональной степени параллельности фаз, стадий и этапов цикла; в обеспечении минимума затрат времени при выполнении работ и минимума потерь при передаче результатов работ из предыдущей стадии в последующую. Решение первой задачи достигается главным образом инженернотехническими методами, обеспечивающими качество отработки и выполнения этапов работ системы СОНТ. В результате уменьшается число переделок, а также случаев повторного выполнения уже пройденных этапов, т. е. снижается трудоемкость работ, а следовательно, и затраты на их выполнение. Вторая задача решается планово-координационными методами, в том числе методами сетевого планирования. Рациональное совмещение стадий и этапов работ системы СОНТ (параллельно-последовательный или параллельный метод выполнения фаз, стадий, этапов и работ) приводит к сокращению цикла, но не трудоемкости процессов. При решении третьей задачи используются организационные методы, которые влияют на продолжительность цикла СОНТ за счет сокращения трудоемкости этапов цикла и изменения характера и сроков их выполнения. Поэтому организационные методы ведут к двоякому экономическому эффекту: 1) сокращению затрат на выполнение стадий и этапов системы СОНТ; 2) получению экономического выигрыша от сокращения цикла (дополнительное количество продукции, получаемое в результате сокращения цикла подготовки и освоения производства, без дополнительных затрат на содержание оборудования, а также без значительного увеличения условно-постоянных расходов). Группа организационных методов в числе других включает: 1) унификацию, стандартизацию и типизацию технических и организационных решений на стадиях СТНТ; 2) специализацию и четкое разделение труда в процессе выполнения этапов, связанных с изготовлением основных средств для 283 нового производства (спецоборудования, оснастки, контрольно-измерительной и испытательной аппаратуры); 3) механизацию и автоматизацию информационного обслуживания работников служб подготовки производства; 4) автоматизацию различного рода технических, экономических и нормативных расчетов; 5) механизацию и автоматизацию проектирования объектов производства (создание автоматизированных рабочих мест (АРМ)); 6) автоматизацию конструкторского и технологического проектирования изделий, процессов, оснастки, инструмента. Задачи ускорения процесса СОНТ вызывают потребность в дальнейшей автоматизации как умственных, так и производственных процессов. Необходимой базой автоматизации является математическое моделирование, позволяющее в разумных пределах формализовать выполнение операций с целью нахождения наиболее рациональных решений в различных производственных ситуациях. Моделирование является предпосылкой перехода к АСУ процессами СОНТ. Оно предусматривает использование в каждом случае модели, в достаточной степени адекватной объекту управления и отражающей его основные закономерности. 20.2. Эффективность ускорения подготовки и освоения производства новой техники Общая картина изменения расходов на этапах создания и освоения производства новой техники приведена на рис. 20.1, где показан характер наращивания расходов, связанный с технической подготовкой, отнесенных к одному изделию (участок графика OD), а также характер снижения себестоимости на стадии освоения производства (участок CF или DE). 284 Рис. 20.1. Нарастание расходов на СОНТ: S '1 , S ' '1 - начальная себестоимость изделия; Т- время подготовки и освоения Расходы на КПП постоянно растут до точки А, затем происходит более энергичное наращивание расходов, связанное с большими объемами работ на стадии ТПП. Суммарные расходы на КПП и ТПП ( K кпп  тпп ) на одно изделие показаны в точке В. ОПП требует еще большего прироста расходов в связи с материальным обеспечением нового производства, закупкой специального оборудования, перепланировкой установленного оборудования, организацией транспортных систем. Завершение этапа в точке D характеризуется суммарными расходами на техническую подготовку ( K тп )' включая затраты на изготовление опытного образца. В случае полного и качественного проведения ТП, в особенности организационной подготовки, освоение начинается в точке D с относительно невысокой начальной себестоимостью (S"1). Себестоимость снижается по пологой кривой освоения (коэффициент освоения K oc ), и плановая себестоимость (точка E) достигается относительно быстро. Период освоения пропорционален отрезку DE. Номер изделия, на котором условно заканчивается освоение в точке E ,  N E . При неправильно организованном и спланированном выполнении подготовки производства имеет место преждевременное начало освоения (в точке С), когда подготовка еще полностью не завершена, оснащение и 285 специальное оборудование готовы частично, а стадии КПП и ТПП выполнены недостаточно качественно, что ведет к периодическому внесению в чертежи, карты технологических процессов и другую документацию необходимых конструкторско-технологических изменений. В результате начальная себестоимость S'1 оказывается выше, чем S"1. Кроме того, наблюдаются подскоки себестоимости, соответствующие моментам внесения конструкторских и технологических изменений. Кривая освоения характеризуется линией K 'oc .Плановая себестоимость в этом случае достигается не в точке Е, а в точке F. Период освоения растягивается, он пропорционален отрезку CF. Кроме того, как видно из рис. 20.1, себестоимость освоения продукции на протяжении всего отрезка CF была значительно выше, чем себестоимость освоения продукции на отрезке времени DE. Размер дополнительных затрат, имеющих место при освоении, показан на рис. 20.1 штриховкой. Ускорение технического прогресса и повышение качества конструкторской и технологической документации обеспечивает снижение начальной себестоимости и сокращение цикла освоения новой продукции, что значительно повышает эффективность производства и эксплуатации новых изделий. 20.3. Виды эффекта от сокращения цикла СОНТ. Особенности расчета составляющих эффекта Оценка экономического эффекта от сокращения цикла СОНТ может быть проведена отдельно по видам (составляющим) и общая сумма. Первая составляющая эффекта (Э1) выражается в сокращении затрат в результате проведения организационных и технических мероприятий, направленных на сокращение трудоемкости стадий и этапов ТП. Достигается это, как уже выше было сказано, путем использования унификации и стандартизации конструкций, типизации технологических процессов и стандартизации технологического оснащения либо с помощью механизации и автоматизации инженерного труда, например использования САПР и др. Механизация и автоматизация инженерного труда связана с капитальными затратами на приобретение соответствующей техники. В этом случае экономический эффект определяется по формуле n    уд Э1   Si1  Eн  Kiуд 1  Si 2  Eн  Ki 2 , i 1 (20.1) где Si1 и Si 2 - текущие затраты по i-й стадии или этапу соответственно по традиционному и новому вариантам; уд Kiуд 1 и K i 2 - капитальные затраты по /-и стадии или этапу соответственно по вариантам; n - число стадий или этапов подготовки производства, по которым достигнута экономия; Eн - нормативный коэффициент экономической эффективности. 286 Вторая составляющая эффекта ( Э 2 ) выражается в снижении себестоимости при освоении изделий в результате проведения ФСА. Этот анализ улучшает параметры осваиваемой техники, вызванные ростом уровня качества проектирования, а также повышением прогрессивности принимаемых технических решений, которые косвенным образом способствуют сокращению сроков освоения и уменьшению затрат. Снижение себестоимости при освоении новых изделий, возникающее в условиях использования ФСА в сфере проектирования (заштрихованная площадь на рис. 20.2), определяется как разность интегрированных функций: x x к к Э2  S01  x b1 dx  S02  x b2 dx x0 ФСА; (20.2) x0 Рис. 20.2. Кривые освоения новой продукции до и после проведения функционально-стоимостного анализа где S01 и S02 - начальные значения себестоимости до и после проведения x0 , xк - начальный и конечный номера выпущенных изделий в период освоения выпуска; x - порядковый номер изготовленного сначала освоения изделия; b1 ,  b2 - коэффициенты крутизны кривой освоения до и после проведения ФСА; индексы 1 и 2 соответствуют вариантам до и после использования ФСА. Третья составляющая экономического эффекта ( Эз ) выражается в снижении себестоимости продукции за счет условно-постоянных расходов, приходящихся на одно изделие, вследствие увеличения выпуска новых изделий и за счет условно-переменных (прямых) затрат, вследствие снижения 287 трудоемкости в период подготовки и освоения производства:   Sк  S (20.3) Эз  Sпр.1  Sпр.2   к  , N N   N   где Sпр.1 и S пр.2 - условно-переменные затраты на единицу годного изделия в период подготовки и освоения по 1-му и 2-му вариантам; S к - условно-постоянные расходы на запланированный объем выпуска изделий; N - суммарное число выпущенных изделий с начала и до конца освоения по 1-му варианту (равно порядковому/V); - дополнительное количество продукции, полученной при N рационально организованном освоении выпуска определяется по формуле: N N  N n Tн  Tс   2 (20.4) где Tн и Tс - продолжительность цикла освоения соответственно без осуществления мероприятий, направленных на ускорение освоения (нормальная), и при ускоренном освоении производства (сокращенная). На рис. 20.3 показано, что рост выпуска продукции N является функцией от времени Т. Эта функция различна для разных циклов освоения производства N А  f1 (TН ) , N В  f 2 (TН ) .Эти функции изображены в виде линий А и В; заштрихованная площадь, ограниченная линиями и плановым выпуском, соответствует дополнительному количеству продукции (ДЛ/), получаемому в результате ускорения освоения производства. Четвертая составляющая экономического эффекта ( Э4 ) от ускорения освоения новой продукции - эффект, получаемый за счет производства и Nп Nп N B A Tc Tв Рис. 20.3. График роста выпуска продукции М„ эксплуатации дополнительного количества более производительной новой 288 техники у потребителя. Годовая экономия в процессе эксплуатации новой техники определяется по формуле З З  Э4   1  2   B2  N , (20.5) B B  1 2 где З1 , и З 2 - годовые приведенные затраты на единицу заменяемой и новой техники, определяются по формуле З  С r  Eн  К , (20.6) где Сr - себестоимость годовой эксплуатации единицы продукции; K - цена единицы продукции; B1 и B2 - годовая производительность заменяемой и новой техники; N - дополнительное количество новой продукции, полученной при ускоренном освоении. Экономия за весь срок использования дополнительного количества техники в сфере эксплуатации составляет Э'4  Э4  Tэк , (20.7) где Tэк - срок службы техники, соответствующий установленному сроку ее амортизации. Охарактеризованные виды экономического эффекта, получаемые при сокращении цикла СОНТ, являются независимыми и могут быть просуммированы для определения результативного суммарного эффекта, получаемого за счет совершенствования процессов СОНТ и повышения качества новой техники. Глава 21. ПЛАНИРОВАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ СОЗДАНИЯ И ОСВОЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ Планы создания и освоения новой техники составляется на 3-5 лет (перспективные) и на год с разбивкой объемов работ на кварталы (текущие). В перспективных планах указываются сроки выполнения стадий и этапов системы СОНТ, определяется трудоемкость работ по всем стадиям и этапам, устанавливаются циклы отдельных стадий, этапов и в целом на всю разработку, намечаются конкретные подразделения-исполнители работ и руководители. К ним прикладываются карты технического уровня нового изделия, в которых приводятся основные характеристики в сравнении с лучшими отечественными и зарубежными образцами, сметы затрат и расчеты экономического эффекта. В текущих планах указываются объемы и сроки исполнения работ конкретными исполнителями. При этом, естественно, предусматриваются методы организации работ и обеспечение надежного оперативного контроля за ходом процессов СОНТ. Основной задачей Планирования процессов СОНТ является 289 обоснованное установление начальных и конечных сроков выполнения стадий, этапов и отдельных работ, обеспечивающих своевременный запуск создаваемого изделия в производство и выпуск его в установленные сроки. Успешное выполнение этой задачи достигается при условии правильного определения работ по стадиям и этапам системы СОНТ, их последовательного и параллельного выполнения, а также разработки системы нормативов для расчета трудоемкости и продолжительности выполнения стадий, этапов и отдельных видов работ. Планирование процессов СОНТ, если не используются вероятностные методы, невозможно без научно обоснованной нормативной базы, хотя создание нормативов на творческие виды работы, характерные для стадий НИР и ОКР связано с серьезными трудностями. В систему нормативов включаются два типа: а) объемные, т.е. нормативы объема работ в натуральном выражении; б) трудовые, т.е. нормативы объема работ в нормо-часах (днях). К первому типу нормативов относятся, например, нормативы количества листов конструкторской документации на изделие, сборочную единицу, оригинальную деталь; нормативы количества листов технологической документации на одну деталь, коэффициенты оснащенности технологических процессов и др. Ко второму типу нормативов относятся, например, трудоемкость конструкторских, чертежных, копировальных и других работ по конструированию одной оригинальной детали, трудоемкость разработки технологического процесса и конструирования оснастки на одну деталь в зависимости от группы сложности и степени новизны и др. На основе установленной трудоемкости работ может быть рассчитан цикл (продолжительность) каждой стадии, этапа процесса СОНТ в календарных днях, часах по формуле tc.i  Ti  K y.i  K п , (21.1) Ч  tсм  tв где Ti - трудоемкость i-и стадии, этапа или отдельной работы, чел.-ч; K y.i - коэффициент, учитывающий дополнительное время на согласование, утверждение, внесение изменений в техническую документацию и другие виды работы по i-и стадии, непредусмотренные нормативами ( K y.i =1,1-1,5); K n - коэффициент перевода рабочих дней в календарные ( K n == Д р ); Ч - количество работников, одновременно выполняющих данную i-ю стадию (этап, работу), чел.; tсм - продолжительность рабочей смены, ч; K в - коэффициент выполнения норм времени. При достаточно большой степени новизны изделия для расчета продолжительности циклов может быть использован один из методов экспертных оценок – индивидуальный (получение от каждого эксперта 290 независимой оценки и математическая обработка для получения средней), групповой (совместное обсуждение вопроса экспертами), дельфийский (многоэтапный опрос экспертов для согласования их мнений). Продолжительность цикла в целом процесса СОНТ зависит оттого, как будет организована работа по выполнению стадий и этапов: последовательно, последовательно-параллельно или параллельно. При возможности необходимо осуществлять максимальное совмещение во времени выполнение отдельных стадий, этапов и конкретных работ, это является одним из важнейших вопросов сокращения продолжительности цикла СОНТ. Для координации во времени всех стадий, этапов и отдельных видов работ системы СОНТ составляются с учетом возможного совмещения времени их выполнения ленточные графики (рис. 21.1), позволяющие отразить календарные сроки начала и окончания каждой стадии, этапа, работы, а также длительность цикла всей системы СОНТ. Проектирование и выпуск чертежей Разработка технологических процессов Изготовление деталей Оформление заявки и договора на поставку комплектующих изделий Проектирование стенда для испытаний изделия Изготовление стенда для испытаний изделий Поставка комплектующих изделий Сборка и испытание изделия «И» Продолжительность цикла, дни ОГК 30 ОГК 25 Механический цех 25 ОС 20 ОГК 25 Механосбо рочный цех 35 Завод А 35 Сборочный цех 30 Сроки выполнения работ, декада 30.02 10.03 20.03 30.03 10.04 20.04 30.04 10.05 20.05 30.05 10.06 20.06 Наименование работ Ответственные исполнители Рис. 21.1. Ленточный график разработки изделия "И" Ленточные графики составляют от конечного, заданного срока освоения производства нового изделия. Горизонтальные отрезки, которые наносятся параллельно, отражают продолжительность циклов каждой стадии, этапа или отдельной работы, рассчитанных по нормативам или экспертным путем по формуле (21.1). На основе ленточного графика бюро планирования процессов СОНТ составляет рабочие планы-графики отделов, цехов или других подразделений, участвующих в создании нового изделия. На основании планов-графиков 291 руководители подразделений составляют задания исполнителям с указанием сроков начала и окончания работ. Однако следует отметить, что на современном этапе, когда сложность разрабатываемых изделий (систем) возросла, использование ленточных графиков для планирования процессов СОНТ стало затруднительным, так как они не отражают сложных взаимосвязей работ, поэтому иногда трудно оценить значимость каждой отдельной работы для достижения конечной цели; носят сугубо статический подход в построении (строятся по заданным срокам и вскоре после начала их реализации перестают отражать фактическое состояние дел) и не поддаются корректировке при изменившихся условиях; не позволяют прогнозировать ход работ и не поддаются оптимизации; не отражают ту неопределенность, которая часто бывает присуща многим новым разработкам. Поэтому в последние годы вместо ленточных графиков стали широко использоваться сетевые графики, свободные от указанных выше недостатков и легко поддающиеся обработке на ЭВМ. Модель (график) процесса разработки изделия "И", приведенная на рис. 21.1, в виде сетевого графика выглядит совсем по-иному (рис. 21.2). Именно тип применяемого графика определил название системы управления как системы сетевого планирования и управления (СПУ). Над стрелками проставлены номера работ (как правило, приводится наименование работ и проставляется численность исполнителей), под стрелками – продолжительность циклов, а в кружках – события-коды свершения. Простое сравнение ленточного и сетевого графиков показывает, что и тот и другой одинаково хорошо отражают количественную сторону процесса, т. е. состав работ, а взаимосвязь работ хорошо просматривается только на сетевом графике. Преимущество сетевого графика можно проследить и на таком примере. Допустим, что в процессе проектирования изделия "И" возникла необходимость ввести в график дополнительные работы. Например, как показано на рис. 21.2, в график введена работа 1-За (изготовление оснастки). На ленточном графике провести такое изменение гораздо сложнее, особенно, если меняются сроки выполнения последующих работ. 2 3a 25 2 25 3 35 3 1 10 1 2 4 5 35 20 5 25 7 35 4 8 6 7 30 6 35 Рис. 21.2. Сетевой график разработки изделия "И" 292 Положительным фактором сетевого графика является и то, что с его помощью может быть легко выявлена технологическая последовательность, которая определяет конечные сроки выполнения всей разработки – критический путь. На рис. 21.2 критический путь выделен жирными стрелками и составляет 115 дней. На рис. 21.1 плановый срок также составляет 115 дней, однако технологическая последовательность работ просматривается плохо. Знание критического пути позволяет концентрировать внимание руководства и исполнителей именно на этих работах, прогнозировать сроки и добиваться сокращения продолжительности цикла. Кроме того, сетевой график позволяет определить резервы времени работ, не лежащих на критическом пути, что позволяет наиболее рационально перераспределить наличные людские, материальные и финансовые ресурсы и за счет этого добиваться выигрыша во времени с наименьшими затратами. Таким образом, сетевой график имеет весьма существенные преимущества перед ленточным графиком, так как он позволяет вести процесс планирования и управления в оптимальном режиме. Список рекомендуемой литературы 1. Андреенко А. Я. Организация и планирование радиотехнического производства. - М.: Радио и связь, 1984. - 216 с. 2.АнискинЮ. П., Моисеева!-!. К., Проскуряков А. В. Новая техника: повышение эффективности создания и освоения. - М.: Машиностроение, 1984. 192 с. 3. Афитов Э. А., Новицкий Н. И., Цыганков В. Д. Организация вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия: Учеб. пособие по курсу "Организация и планирование производства. Управление предприятием". - Минск: МРТИ, 1992. - 609 с. 4. ВойчинскийА. М., Диденко Н. И., Лузин В. П. Гибкие автоматизированные производства. - М.: Радио и связь, 1987. - 272 с. 5. Гарбер К. Д., Новицкий Н. И. Учебное пособие по курсу ° Организация, планирование и управление радиотехническим предприятием". 4.1.- Минск.: МРТИ, 1984. - 88 с. 6. Каменицер С. £., Конторович В. Г., Пищулин Г. А. Организация и планирование промышленного предприятия. - М.: Госполитиздат, 1963.-608 с. 7. Климов А. Н., Оленев И. Д., Соколицын С. А. Организация и планирование производства на машиностроительном заводе. - Л.: Машиностроение, 1979. - 462 с. 8. Новицкий Н. И. Основы менеджмента: организация и планирование производства (задачи и лабораторные работы). - М.: финансы и статистика, 1998. - 208 с. 9. Новицкий Н. И. Сетевое планирование и управление производством. Минск: Беларусь, 1976.- 80 с. 293 10. Новицкий Н. И., Капица Т. П. Методическое пособие для выполнения курсовой работы по курсу "Организация и планирование производства. Управление предприятием" / Под ред. Н. И. Новицкого. - Минск: МРТИ, 1991. 52 с. 11. Новицкий Н. И., Чигрин В. П. Методическое пособие к проведению практических занятий по курсу "Организация и планирование производства. Управление предприятием" / Под ред. Н. И. Новицкого. - Минск: БГУИР, 1996. - 74 с. 12. Организация и планирование машиностроительного производства: Учебник для вузов / Под ред. М. И. Ипатова, В. И. Постникова, М. К. Захаровой. - М.: Высшая школа, 1988. - 368 с. 13. Организация и планирование машиностроительного производства: Учебник для вузов / Под ред. И. М. Разумова, Л. Я. Шухгаль-тера, Л. А. Глаголевой. - М.: Машиностроение-, 1974. - 592 с. 14. Организация и планирование производства на машиностроительном предприятии; Учебник для вузов/Под ред. В.А.Летенко. -М.: Высшая школа, 1972. - 606 с. 15. Организация и планирование производства на машиностроительных заводах / Е. Г. Либерман, Ю. Е. Звягинцев, А. Н. Золотарев и др.; Под ред. Е. Г. Либермана.-М.: Машиностроение, 1967.-606 с. 16. Организация и планирование радиотехнического производства, Управление предприятием радиопромышленности / Под ред. А. И. Кноля, Г. М. Лапшина. - М.: Высшая школа, 1987. - 352 с. 17. Организация, планирование и управление предприятием машиностроения / Под ред. И. М. Разумова, Л. А. Глаголева, М. И. Ипа-товой. М.: Машиностроение, 1982. - 544 с. 18. Организация, планирование и управление промышленным предприятием / Под ред. Д. М. Крука. -М.: Экономика, 1982.-376 с. 19. Проблемы создания гибких автоматизированных производств / Под ред. И. М. Макарова, К. В. Фролова, П. Н. Белянина. - М.: Наука, 1987.-254с. 20. РубчинскийА. Н. Организация и планирование производства радиоаппаратуры. -Л.: Энергия, 1979. -216с. 21. Сачко Н. С. Организация и оперативное планирование машиностроительного производства. - Минск: Вышэйшая школа, 1977. -592с. 22. Сачко Н. С. Теоретические основы организации производства. Минск: Дизайн - ПРО, 1997. - 320 с. 23. Соколицын С. А., Кузин Б. И. Организация и оперативное управление машиностроительным производством. - Л.: Машиностроение, 1988.-528 с. 24. Экономика, организация и планирование промышленности производства / Под ред. Н. А. Лисицына. - Минск: Вышэйшая школа, 1980.-392 с. 25. Яковенко Е. Г. Экономические циклы жизни машин. - М.: Машиностроение, 1981. - 157 с. ОГЛАВЛЕНИЕ 294 Введение................................................................................... 3 РАЗДЕЛ 1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА Глава 1. История развития науки об организации производства.......................................... 9 Глава 2. Предмет, содержание и задачи курса.......... 15 2.1. Понятие и основные задачи курса............................... 15 2.2. Предмет, метод и содержание курса........................... 19 2.3. Взаимосвязь курса организации производства с экономическими и инженерными дисциплинами ............. 22 Глава 3. Промышленное предприятие - сложная производственная система ....................... 24 3.1. Предприятие как объект организации производства 24 3.2. Создание промышленных предприятий и порядок их регистрации ................................................................... 27 3.3. Учредительный договор, устав и паспорт предприятия 29 РАЗДЕЛ 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Глава 4. Производственный процесс и общие принципы его организации........................ 39 4.1. Понятие о производственном процессе..................... 39 4.2. Основные принципы организации производственных процессов ............ ...................................................... 43 4.3. Особенности организации производственных процессов на предприятиях радиоэлектронного приборостроения.......................... 49 4.4. Типы производства и их технико-экономические характеристики 52 Глава 5. Организация производственного процесса во времени............. 5.1. Производственный цикл изготовления изделия.......... 58 5.2. Расчет и анализ продолжительности производственного цикла простого процесса........................................ 64 5.3. Расчет и анализ продолжительности производственного цикла сложного процесса ....................................... 74 58 Глава 6. Организация производственного процесса в пространстве........ 6.1. Производственная структура предприятия ................. 6.2. Формы специализации основных цехов предприятия 6.3. Производственная структура основных цехов предприятия ....... 84 84 89 93 295 Глава 7. Организация непоточных методов производства 7.1. Методы организации непоточного производства ....... 7.2. Технологическая и предметная формы специализации 7.3. Особенности организации предметно-замкнутых участков ....... 7.4. Особенности предметно-групповой и смешанной форм организации производства......................................... 7.5. Особенности организации участков серийной сборки изделий...................................................................... 95 95 97 99 110 112 Глава 8. Организация поточных методов производства 117 8.1. Общие положения ...................................................... 117 8.2. Классификация поточных линий ................................. 121 8.3. Выбор, обоснование и компоновка поточных линий 125 8.4. Особенности организации однопредметной непрерывно-поточной линии ............... ..................................... 130 8.5. Особенности организации однопредметной прерывно-поточной линии .......................................................... 142 8.6. Особенности организации многопредметной непрерывно-поточной линии .............................................. . 154 8.7. Особенности организации многопредметной прерывно-поточной линии ..................................................... 166 8.8. Экономическая эффективность поточного производства ............................................................................ 175 Глава 9. Организация автоматизированного производства...................... 178 9.1. Виды и организационно-технические особенности создания и эксплуатации автоматических линий ............ 178 9.2. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации роторных линий ................ .................... 182 9.3. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации робототехнических комплексов .. .......... 186 9.4. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации гибких производственных систем .... ..... 193 9.5. Оценка экономического эффекта от использования средств автоматизации производства ................... ..... 202 РАЗДЕЛ 3. ОРГАНИЗАЦИЯ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ И ОБСЛУЖИВАЮЩИХ ХОЗЯЙСТВ ПРЕДПРИЯТИЯ Глава 10. Организация инструментального хозяйства предприятия...... 217 10.1. Значение, задачи и структура инструментального хозяйства .. 217 10.2. Классификация и индексация оснащения ................. 219 10.3. Планирование потребности предприятия в различных видах оснащения ..... ................................................. 222 296 10.4. Организация работы центрального инструментального склада и инструментально-раздаточных кладовых 228 10.5. Организация заточки, ремонта и восстановления инструмента 234 Глава 11. Организация ремонтной службы предприятия 237 11.1. Значение, задачи и структура ремонтной службы ..... 237 11.2. Сущность и содержание системы планово-предупредительных ремонтов ................................................ . 241 11.3. Ремонтные нормативы .............................................. 243 11.4. Техническая и организационная подготовка плановопредупредительных ремонтов................................... 248 11.5. Планирование ремонта оборудования и работы ремонтномеханического цеха............................................ 250 11.6. Организация выполнения ремонтных работ .............. 253 11.7. Технико-экономические показатели ремонтной службы 255 Глава 12. Организация энергетического хозяйства предприятия ........... 12.1. Роль, задачи и структура энергетического хозяйства 12.2. Планирование потребности предприятия в энергии различных видов.................... ................................... 12.3. Основные пути совершенствования работы энергетического хозяйства и его технико-экономические показатели ........................ 256 256 260 266 Глава 13. Организация транспортного хозяйства предприятия ............... 268 13.1. Значение, задачи и структура транспортного хозяйства 268 13.2. Определение грузооборота предприятия, маршрутов транспорта и потребного количества транспортных средств.................................... 271 13.3. Организация, планирование и диспетчеризация работы транспортного хозяйства ..................................... 276 Глава 14.Организация складского хозяйства предприятия ................. 14.1. Задачи и структура складского хозяйства................. 14.2. Организация складских операций ............................ 14.3. Расчет потребности предприятия в площадях под складские помещения .............................................. 14.4 Особенности организации автоматизированных складов . 280 280 282 285 287 РАЗДЕЛ 4. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СОЗДАНИЯ И ОСВОЕНИЯ НОВОЙ ТЕХНИКИ Глава 15. Система создания и освоения новой техники 15.1. Организационные и экономические задачи системы 15.2. Жизненный цикл новой техники ................................ 291 291 294 297 15.3. Система представления процессов создания и освоения новой техники..................................................... 300 Глава 16. Организация научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы ........... 16.1. Роль науки в обеспечении технического прогресса и совершенствовании производства ......................... 16.2. Организация научно-исследовательских работ ....... 16.3. Организация опытно-конструкторских работ........... 16.4. Роль и место патентной и научно-технической информации ...................................................................... 303 . 303 307 311 313 Глава 17. Организация конструкторской подготовки производства....... 318 17.1. Основные задачи, стадии и этапы проектно-конструкторской подготовки ................................................. 318 17.2. Стандартизация и унификация в конструкторской подготовке производства.............................................. 322 17.3. Организация чертежного хозяйства на предприятии 326 17.4. Система автоматизированного проектирования в конструкторской подготовке производства................... 330 17.5. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования новой техники ..................................... 338 Глава 18. Организация технологической подготовки производства....... 342 18.1. Задачи и содержание единой системы технологической подготовки производства.................................. 342 18.2. Автоматизация технологической подготовки производства.............. 346 18.3. Организационно-экономические пути ускорения технологической подготовки производства.................. 349 18.4. Технико-экономический анализ и обоснование выбора ресурсосберегающего технологического процесса 354 Глава 19. Организация освоения производства новой техники .......................... 359 19.1. Организация опытного производства новой техники 359 19.2. Организационная подготовка производства к промышленному освоению новой техники ............................ 361 19.3. Организация процесса освоения производства новой техники............. 362 19.4. Динамика изменения технико-экономических показателей на стадии освоения производства новой техники .......................................................... 365 Глава 20. Эффективность ускорения подготовки и освоения производства новой техники.... .. 369 20.1. Экономическое значение фактора времени в подготовке и освоении производства новой техники ........ 369 298 20.2. Эффективность ускорения подготовки и освоения производства новой техники ......................................... 371 20.3. Виды эффекта от сокращения цикла СОНТ. Особенности расчета составляющих эффекта .................... 372 Глава 21. Планирование и управление процессами создания и освоения новой техники... ....... 376 Список рекомендуемой литературы........................................... 382 Новицкий Н. И. 1-173 Организация производства на предприятиях: Учеб.-метод. пособие. - М.: Финансы и статистика, 2001. - 392 с.: ил. ISBN 5-279-02122-9 Рассматриваются теоретические и методические основы организации производства на примере предприятий машиностроения и радиоэлектронного приборостроения. Особое внимание уделено вопросам организации производственных процессов во времени и пространстве, поточных и непоточных методов производства, автоматического и гибкого автоматизированного производства, вспомогательных цехов и обслуживающих хозяйств предприятия, планирования создания новой техники и новой технологии. Для студентов и преподавателей экономических, инженерноэкономических и технических специальностей вузов, а также специалистов-практиков. 0605010201-...073 8Z-Z001 УДК 658.5:621(075.8) " 010(01)-2001 ББК 65.304.15-80я73 Учебно-методическое пособие Новицкий Николай Илларионович ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА НА ПРЕДПРИЯТИЯХ Заведующая редакцией Н. Ф. Карпычева Редактор А. Д. Федорова Младший редактор Г. В. Серебрякова Художественный редактор О. Н. Поленова Технический редактор Т. С. Маринина Корректоры Г. В. Хлопцева, Н. П. Сперанская Компьютерный набор И. В. Кононова Компьютерная верстка Е.А. Бычинская Обложка художника А. А. Умуркулова ИБ№3419 Лицензия ЛР № 010156 от 29.01.97 299 Сдано в набор 09.06.2000. Подписано в печать 22.01.2001. Формат 60х88/16. Гарнитура "PragmaticaC". Печать офсетная Усл. п. л. 24,01. Уч. изд. л. 20,38. Тираж 5000 экз. Заказ 1940. "С"073 Издательство "финансы и статистика" 101000, Москва, ул. Покровка, 7 Телефон (095) 925-35-02. Факс (095) 925-09-57 Email: mail@finstat.ru http://www.finstat.ru ГУП «Великолукская городская типография» Комитета по средствам массовой информации и связям с общественностью администрации Псковской области 182100, Великие Луки, ул. Полиграфистов, 78/12 Тел./факс: (811-53) 3-62-95 E-mail: VTL@MART.RU 300