Фатхутдинов Р.А. Производственный менеджмент

Подождите немного. Документ загружается.

Тема 8. Основы организации производства в машиностроении З11

3) степень механизации и автоматизации литейного производства;

4) объем годового выпуска отливок в денежном выражении и в на-

туральных единицах по видам металла;

5) режим работы цеха.

Рассмотрим особенности литейных цехов или литейного произ-

водства по этим признакам. По виду металла литейные цехи под-

разделяются на цехи: чугунного литья (серого чугуна, ковкого чу-

гуна), фасонного стального литья, цветного литья, комбинирован-

ного литья.

В цехах единичного и мелкосерийного производства номенклатура вы-

пускаемых отливок разнообразная и неустойчивая (неповторяющаяся

или редко повторяющаяся). Формовка осуществляется главным обра-

зом в землю. Формовочные площади используются для заливки, осты-

вания и выбивки литья. Литейные цехи этой группы резко отличаются

друг от друга. На заводах тяжелого машиностроения это крупные цехи

со специальными кессонами, мощными транспортными средствами,

крупными плавильными агрегатами. К единичному типу производства

относятся также небольшие литейные цехи и отделения, обслуживаю-

щие в основном инструментальные и ремонтные цехи. Они отличают-

ся примитивной технологией, весьма низким уровнем технико-эконо-

мических показателей и подлежат ликвидации.

В цехах крупносерийного и массового производства изготовляется

ограниченная, периодически повторяющаяся или постоянная номен-

клатура отливок. Формовка производится преимущественно на маши-

нах.

В этих цехах применяются поточные методы организации произ-

водства. Такие цехи характерны для заводов сельскохозяйственного

машиностроения, автомобильных и тракторных заводов.

По режиму работы литейные цехи делятся на цехи с параллельным

и ступенчатым режимами работы. При параллельном режиме работа во

всех производственных отделениях ведется одновременно. Все опера-

ции выполняются строго последовательно и синхронно на различных

рабочих местах. Этот режим работы наиболее распространен. Ступен-

чатый режим характерен тем, что на одних и тех же площадях в раз-

ные смены выполняются различные производственные процессы в по-

рядке их последовательности. Этот режим используется в небольших

литейных цехах. Производство тяжелых отливок осуществляется по

специальному графику.

Основными направлениями совершенствования литейного производ-

ства являются:

312

Р. А.

Фатхугдинов.

Производственный менеджмент

• повышение уровня специализации и концентрации производства

однотипных отливок на основе унификации деталей и сборочных

единиц на стадии их конструирования;

• применение групповых методов изготовления отливок для повы-

шения их серийности и эффективности;

• применение технологических процессов, обеспечивающих мини-

мальные отходы металла (машинное литье, литье в кокиль, литье

под давлением и др.);

• механизация и автоматизация литейного производства с целью

снижения трудоемкости работ и повышения их качества;

• анализ и применение современных методов менеджмента (науч-

ные подходы и принципы, сочетание методов принуждения, по-

буждения и убеждения, применение методов анализа, прогнози-

рования, оптимизации и др.);

• анализ и соблюдение принципов рационализации структур и про-

цессов и

др.

Кузнечные цехи производят кованые и штампованные поковки,

которые передаются в механические или сразу в сборочные цехи. По

сравнению с отливками поковки менее материало-, энерго- и трудоем-

ки, но более капиталоемки, т. е. на единицу продукции требуют больше

единовременных капитальных затрат на технологическое оснащение

и автоматизацию. Однако неправомерно утверждать, что производ-

ство поковок эффективнее производства отливок. Все определяется

конкретными условиями: размерами заготовки, ее сложностью, коли-

чеством, материалом и др. Чем крупнее заготовка, тем вероятнее эф-

фективность отливки. Чем больше программа выпуска деталей, тем

вероятнее эффективность поковки. Это можно показать графически

(рис. 8.1).

Количественно-критическая программа, при которой два варианта

технологических процессов изготовления деталей равноэффективны,

определяется по формуле:

(8.1)

где N — критическая программа (программа равноэффективности двух

технологических процессов); З

пост1

и З

пост2

— соответственно условно-

постоянные расходы по вариантам, условно-неизменные при измене-

нии программы (общецеховые, общезаводские расходы и т. п.); З

пер1

пер2

— переменные, пропорциональные программе расходы по вари-

антам (материалы, заработная плата основных рабочих и т. п.).

Тема 8. Основы организации производства в машиностроении

313

А— зона эффек-

тивности 1 -го ва-

рианта технологии

(менее капитало-

емкого)

Б — зона эффек-

тивности 2-го ва-

рианта технологии

(более капитало-

емкого)

Рис. 8.1. Определение критической программы

Если сравнить технологические процессы производства отливок и по-

ковок, то слева от критической программы (зона А) будет зона отливок,

а справа — поковок. Поковки используются при производстве разно-

образных и, как правило, наиболее ответственных деталей машин: ко-

ленчатых и распределительных валов, шпинделей, шестерен, рычагов,

шатунов и т. д. В некоторых машинах вес деталей, изготовленных из

поковок, составляет 20-30 % веса машины (автомобиль, трактор и т. п.).

Широкое применение обработки металлов давлением обусловлено

высокими механическими свойствами поковок, большой производи-

тельностью кузнечного оборудования, относительно высоким коэф-

фициентом использования металла и другими преимуществами.

Процесс производства поковок отличается рядом характерных черт,

обусловливающих особенности планирования, организации производ-

ства и экономики кузнечных цехов. Технологический процесс изго-

товления поковок включает небольшое число операций: резка метал-

ла, нагрев, ковка или штамповка, обрезка заусенцев, иногда правка и

термообработка поковок. Между операциями нагрева и ковки (штам-

повки), а в ряде случаев и обрезки заусенцев существует тесная техно-

логическая связь во времени, при этом ведущей операцией является

ковка или штамповка. Типовой технологический процесс изготовле-

ния поковок определяет производственную структуру цеха. Перечис-

ленные особенности требуют специфической планировки рабочих мест:

установки на участке не менее двух, а иногда и трех агрегатов (напри-

мер, печь или электронагревательная установка, штамповочный мо-

лот или пресс и обрезной пресс) и определяют необходимость бригад-

ной формы организации труда.

314 Р. А. Фатхутдинов. Производственный менеджмент

Кузнечное оборудование отличается высокой производительностью.

Эта особенность, связанная с малооперационностью технологического

процесса производства поковок, обусловливает небольшую длитель-

ность производственного цикла. Обычно кузнечное оборудование

является не только высокопроизводительным, но и дорогостоящим.

Поэтому наиболее полное его использование возможно только при вьг-

соком уровне концентрации производства однотипных поковок. Имен-

но поэтому в кузнечном производстве особое значение приобретают

вопросы специализации и концентрации производства однотипных

поковок.

Кузнечные цехи относятся к металлоемким производствам, использу-

ющим дорогостоящие углеродистые и легированные стали. Суммар-

ная величина потерь металла в процессе производства штампован-

ных поковок (потери при резке, угар, клещевина и облой) достигает

10-30 %. Кроме того, часть металла теряется при механической обработ-

ке поковок. В результате коэффициент использования металла при про-

изводстве деталей из поковок пока еще недостаточно высок: 0,5-0,7.

Все это свидетельствует об актуальности перевода технологии поко-

вок на более экономичные методы изготовления готовых деталей —

электрохимические, электрофизические, лазерные технологии, порош-

ковая металлургия и др. Необходимо в целом повысить научно-мето-

дический и организационно-технический уровни заготовительного

производства в машиностроении — сердцевине развития промышлен-

ности.

Высокая металлоемкость кузнечного производства в сочетании с вы-

сокой производительностью оборудования обусловливает большой гру-

зооборот. Однако для внутрицеховых перевозок характерны посто-

янство и прямолинейность маршрутов. В крупных кузнечных цехах

возникает необходимость в складских помещениях для хранения штам-

пов и металла. В процессе производства поковок применяется дорого-

стоящая спецоснастка — штампы. Отсюда возникает необходимость

организации штампового хозяйства. Кузнечное производство относит-

ся к энергоемким. Кузнечно-штамповочные цехи автомобильных и трак-

торных заводов потребляют до 70 % всего пара и сжатого воздуха, ис-

пользуемых на заводе. Кузнечные цехи расходуют большой объем

натурального топлива (газа, мазута) и электроэнергии.

Кузнечные цехи классифицируются по следующим признакам:

• тип производства;

• вид технологического процесса, преобладающего в данном цехе;

• объем выпуска продукции.

Тема 8, Основы организации производства в машиностроении . 315

Рассмотрим особенности организации производства в кузнечных це-

хах, отличающихся по перечисленным признакам. Для кузнечных цехов

характерны все типы производства: единичное, серийное, массовое. Тип

производства определяется по ведущей детали цеха, технологии ее про-

изводства. В кузнечных цехах преобладают свободная ковка легких за-

готовок, свободная ковка более тяжелых заготовок и штамповка в ус-

ловиях единичного, мелкосерийного и среднесерийного производства.

В кузнечно-прессовых цехах преобладает свободная ковка тяжелых за-

готовок в условиях единичного и мелкосерийного производства. В куз-

нечно-штамповочных цехах преобладает штамповка легких и средних

поковок в условиях крупносерийного и массового производства. В спе-

циализированных кузнечно-штамповочных цехах преобладают штам-

повка, прокатка на ковочных вальцах, гибка, свободная ковка в усло-

виях крупносерийного и массового производства.

Основными направлениями совершенствования кузнечного производ-

ства являются:

• повышение уровня специализации и концентрации производства

однотипных поковок на основе унификации деталей и сборочных

единиц на стадии их конструирования;

• применение групповых методов изготовления поковок для повы-

шения их серийности и эффективности;

• применение технологических процессов, обеспечивающих мини-

мальные отходы металла (порошковая металлургия, прокатка,

комбинированные технологии);

• механизация и автоматизация кузнечного производства;

• анализ и применение принципов рационализации структур и про-

цессов;

• анализ и применение современных методов менеджмента и др.

Детальным проектированием производственных и организацион-

ных структур цехов должны заниматься проектировщики и техноло-

ги с участием организаторов производства. Поэтому здесь эти вопросы

(применительно к заготовительным цехам) подробно не рассматри-

ваются. В данном учебнике рассматриваются общие методические

вопросы организации производственных процессов в пространстве

и времени, организации труда и принятия управленческих решений,

организации обслуживания производства и контроля качества про-

дукции. Особенности организации решения этих вопросов в загото-

вительных цехах определяются конкретными условиями производ-

ства.

316 Р А. Фатхутдинов. Производственный менеджмент

8.2. Обрабатывающие подразделения

Значительная часть деталей машин, технологического оборудова-

ния, транспортных средств подвергается механической обработке. Ме-

ханическая обработка характеризуется:

• низким коэффициентом использования металлов: 0,5-0,8 (с по-

вышением серийности производства коэффициент повыша-

ется);

• высокой трудоемкостью и зарплатоемкостью обработки;

• многооперационностью технологических процессов обработки;

• высокими требованиями к качеству технологического оборудо-

вания и организованности процессов;

• высокими требованиями к качеству изготовления детали в соот-

ветствии с технологическим процессом.

В механических цехах обрабатывается широкая номенклатура раз-

нообразных деталей, насчитывающая сотни и тысячи наименований.

Эти детали отличаются видом материала, методом получения заготов-

ки, серийностью производства, сложностью, габаритными размерами,

конфигурацией, весом, точностью обработки и чистотой поверхности

и другими характеристиками. Широкая номенклатура и разнообразие

выпускаемой продукции, а также многооперационность технологиче-

ских процессов выдвигают на первый план необходимость целесооб-

разной специализации цехов и участков на базе унификации и стан-

дартизации изделий, сборочных единиц, деталей и конструктивных

элементов, типизации технологических процессов и рационального ко-

оперирования предприятий. Несмотря на то что в механических цехах

осуществляется, как правило, лишь обработка металлов резанием,

различие продукции и масштабов ее производства обусловливает не-

обходимость применения разнообразного металлорежущего оборудо-

вания. Это создает дополнительные трудности при планировании и

организации производства в механических цехах и обязывает уделять

особое внимание вопросам организации эксплуатации и ремонта обо-

рудования.

В механических цехах используются сотни и тысячи типоразмеров

технологической оснастки. Поэтому большое значение имеют вопросы

организации инструментального хозяйства и, в частности, организа-

ции обеспечения рабочих мест технологической оснасткой. Техноло-

гия механической обработки наиболее гибка. Поэтому в механических

цехах необходимо оценивать каждое изменение объема производства

Тема 8. Основы организации производства в машиностроении 317

(по конкретным деталям), с тем чтобы своевременно вносить соот-

ветствующие изменения в технологические процессы, а возможно, и в

организацию производства. Многооперационность маршрутов, высокая

производительность оборудования требуют четкой планировки обо-

рудования и организации транспортировки предметов труда в про-

цессе производства.

Эксплуатация металлорежущего оборудования отличается относи-

тельно высоким удельным весом машинного времени в штучном вре-

мени. Это позволяет использовать многостаночное обслуживание и

совмещение профессий. Многодетальность, многооперационность тех-

нологических процессов и большое разнообразие используемого обору-

дования в индивидуальном и серийном производстве обусловливают,

как правило, необходимость пролеживания деталей в ожидании осво-

бождения станка, что приводит к образованию относительно больших

заделов и соответственно незавершенного производства. Это обстоя-

тельство, наряду с другими, определяет необходимость создания про-

межуточных кладовых, помогающих осуществлению функций диспет-

черского руководства.

Механические цехи можно классифицировать по

тем

же признакам,

что и заготовительные: тип производства, вес заготовки, конструктивно-

технологические особенности обрабатываемых деталей. Механические

цехи единичного и мелкосерийного производства отличаются широкой и

разнообразной номенклатурой деталей, изготовляемых в небольшом

количестве. Производство в таких цехах должно быть достаточно гиб-

ким и приспособленным к выполнению различных заданий. Техноло-

гические процессы разрабатываются без особой детализации (чаще

оформляются в виде маршрутных карт). Они предусматривают мак-

симальную концентрацию операций, выполняемых на одном рабо-

чем месте, использование параллельно-последовательного движения

партии деталей, специализацию рабочих мест. Цехи оснащаются как

универсальными, так и специальными станками. Доля специального

и высокопроизводительного оборудования увеличивается по мере пе-

рехода к крупносерийному производству. В этих цехах преобладают

предметно замкнутые участки и организуются поточные линии. На-

ряду с универсальной оснасткой широко используются специальные

транспортные средства и транспортные системы.

В механических цехах массового производства изготовляется узкая

номенклатура деталей в больших количествах, с высоким уровнем

специализации рабочих мест. Технологические процессы значитель-

но дифференцированы. Постоянство и ограниченность номенклату-

318 Р. А. Фатхутдинов. Производственный менеджмент

ры изготовляемых деталей создают предпосылки для комплексной

механизации и автоматизации, широкого применения специальной

высокопроизводительной технологической оснастки, механизиро-

ванного и автоматизированного специального транспорта. По мере уг-

лубления и развития специализации предприятий и цехов одним из

важнейших признаков классификации становится конструктивное и

технологическое подобие деталей. Подетально специализированные

цехи и участки обеспечивают максимальную эффективность произ-

водства только при достижении определенного оптимального объема

(см. рис. 8.1).

Определение оптимальных объемов производства обеспечивает воз-

можность типизации проектных вариантов без ограничения их отрас-

левой принадлежностью. Поэтому при проектировании механических

цехов и участков необходимо располагать данными об оптимальных

объемах производства при разном уровне применяемой техники и тех-

нологии. Они устанавливаются на основе исследования зависимости

между изменением объема производства и себестоимостью единицы

продукции.

В мировой практике достигнуты определенные успехи в развитии

машиностроительного производства. Основная тенденция развития ма-

шиностроения — автоматизация производственных процессов. Страны

с высокооплачиваемой рабочей силой идут по пути внедрения ГПС

(гибких производственных систем) и создания заводов-автоматов на

основе роботизации. В этом плане значительных успехов достигли Япо-

ния, скандинавские страны, Италия, США и др. В XXI в. передовые

машиностроительные заводы мира будут разрабатывать и внедрять

непрерывные процессы на основе микроэлектроники, биотехнологии,

генной инженерии с использованием экстремальных условий (сверх-

низкие или сверхвысокие температуры и/или давления) в замкнутых

безотходных циклах автоматизированного производства. Основными

условиями внедрения этих технологий являются:

• унификация внутреннего содержания и структур при дифферен-

циации (индивидуализации, разунификации) внешнего оформ-

ления конечных товаров; стандартизация понятий, методов, средств

оснащения и измерений, документов и других компонентов на

всех уровнях иерархии (мировое сообщество, страна, регион, от-

расль, фирма);

• дальнейшее развитие форм организации (специализации, концен-

трации, кооперирования) на всех уровнях иерархии;

Тема 8. Основы организации производства в машиностроении 319

• диффузия инноваций в мировом масштабе на основе взаимовы-

годных обменов новшествами;

• автоматизация управления и др.

Перечисленные направления совершенствования технологических

процессов носят глобальный характер. Подробнее эти направления

изучаются в курсе «Технология машиностроения». Далее вкратце рас-

смотрим организационные аспекты совершенствования работы меха-

нических цехов.

Перспективы совершенствования работы механических цехов оп-

ределяются общими тенденциями развития машиностроения. В связи

с созданием новых высокопроизводительных и точных машин и при-

боров повышаются требования к точности обработки деталей, чистоте

поверхности, стабильности признаков качества в партии одинаковых

деталей. Вместе с тем стремление к максимальному снижению затрат на

производство обязывает сокращать трудоемкость механической обра-

ботки. Решение этой задачи идет по пути как организации производ-

ства наиболее точных заготовок, максимально приближающихся по

форме и размерам к форме и размерам готовой детали, так и совер-

шенствования самой механической обработки.

По уровню и характеру специализации можно выделить следующие

основные группы механических цехов:

а) подетально специализированные цехи, изготовляющие узкую но-

менклатуру конструктивно и технологически подобных деталей

в больших масштабах;

б) цехи, специализированные на изготовлении комплекта оригиналь-

ных деталей, входящих в определенный узел или агрегат машины;

в) цехи, специализированные на производстве однотипных деталей

и отличающиеся от цехов первой группы более широкой номенк-

латурой изготовляемых деталей и меньшими масштабами произ-

водства по каждой номенклатурной позиции;

г) цехи универсального профиля.

Механические цехи подетальной специализации организуются для

производства деталей массового применения. Они характеризуются

наиболее высоким уровнем специализации, оптимальными объема-

ми производства и наибольшей эффективностью. По агрегатному

(узловому) признаку создаются цехи автомобильных заводов (цехи

двигателей, коробки передач, шасси, задних и передних мостов) и ме-

ханические цехи заводов серийного и массового производства. Третья

320 Р. А. Фатхутдинов. Производственный менеджмент

группа цехов организуется обычно на заводах серийного производства

для механической обработки оригинальных деталей. В этом случае

наряду с поточными и автоматическими линиями широко исполь-

зуются предметно-замкнутые участки с разным уровнем специали-

зации.

На ряде предприятий совершенствование механообработки связа-

но с осуществлением технического перевооружения и в первую оче-

редь с заменой старого изношенного оборудования и созданием комп-

лексно механизированных и автоматизированных участков и цехов.

Совершенствование технологии механической обработки идет по

пути снижения удельного веса черновых операций, все более широко-

го использования процессов электрообработки, ультразвуковой обра-

ботки, электрофизических и электрохимических методов обработки,

лазерной обработки и т. д. На смену металлам приходят композицион-

ные материалы (композиты), пластические массы и т. п.

Изменения в организации технического обслуживания производ-

ства в значительной мере обусловливаются комплексной механизаци-

ей и автоматизацией. Централизация или выполнение сторонними

организациями ряда функций технического обслуживания обрабаты-

вающего производства в области ремонта, транспортных работ и т. п.

также вносят существенные изменения в организацию обрабатываю-

щего производства. Важное значение в совершенствовании обрабаты-

вающего производства, так же как и предприятия в целом, имеет вне-

дрение системы менеджмента.

Рациональная организация производства механических цехов оп-

ределяется степенью выполнения принципов рационализации струк-

тур и процессов.

Например, целями проектирования новых и реорганизации действу-

ющих механических цехов обычно являются:

• увеличение объема выпускаемой продукции в соответствии с ре-

комендациями маркетинговых исследований;

• повышение качества выпускаемой продукции и ее сервиса;

• снижение себестоимости продукции при соблюдении требова-

ний по качеству за счет активизации инновационной деятель-

ности;

• снижение эксплуатационных затрат за счет повышения качества

продукции, качества ее сервиса и совершенствования организа-

ции эксплуатации (применения) продукции;

• полное или частичное сочетание перечисленных выше задач.