Новицкий Н.И., Пашуто В.П. Организация производства и управление предприятием

Подождите немного. Документ загружается.

Разработка стандартов основывается на систематизации и обобщении

передового конструкторского опыта, отраженного: 1) в международных,

государственных, отраслевых и заводских стандартах; 2) в сводных таблицах

применяемости отдельных марок металлов, подшипников, крепежных деталей,

конструктивных элементов (модели зубчатых колес, допуски и посадки, резьбы

и др.); 3) в результатах лабораторных и эксплуатационных испытаний узлов,

деталей; 4) в данных нормализационного контроля

Введение нормоконтроля имеет большое воспитательное и организующее

значение. Нормоконтроль стимулирует конструкторов в уважении 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 том, 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 количество 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.

21.3. Технико-экономическое обоснование на стадии проектирования

новой техники

Каждый вновь создаваемый вид техники или мероприятие по улучшению

освоенной техники должны быть лучше ранее освоенных: они должны давать

большую экономию живого и овеществленного труда, быть лучше по качеству

и в большей мере удовлетворять потребности в новых или

усовершенствованных видах продукции. Показатели качества вновь

создаваемой техники должна 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 с той и другой точки 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,

от того насколько

прогрессивными и производительными будут применяемые технологические

процессы. Конструкция является технологичной постольку, поскольку она

экономична для производства.

Для выбора наилучшего варианта конструкции имеется целый ряд

показателей технологичности, к ним относится: 1) трудоемкость изготовления:

абсолютная (на одно изделие) и относительная (на единицу установленной

мощности, производительности, другого показателя); 2) материалоемкость или

вес конструкции

– абсолютный или относительный; 3) трудоемкость

подготовки изделия к функционированию; 4) степень конструктивной

стандартизации и унификации; 5) капиталовложения в производство новой

продукции; 6) себестоимость и отпускная цена новой продукции; 7) прибыль и

рентабельность производства.

Трудоемкость изготовления

продукции определяется в процессе ее

проектирования, является весьма важным показателем. Технологичнее

считается та конструкция, которая при прочих равных условиях менее

трудоемка.

Снижение трудоемкости изделия на стадии его производства – одна из

важнейших задач, которая ставиться 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 приводят 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

эксплутационный параметр.

Во многих случаях конструктор имеет возможность выбрать при

проектировании детали какой-

то материал из двух или даже многих,

обеспечивающих одинаковые эксплуатационные свойства детали, но различные

по стоимости, трудоемкости обработки, а иногда способствующие снижению

массы изделия.

Следует отметить, что 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 снижение 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 технико-

экономических 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 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 точки зрения производственной, новая конструкция будет считаться

технологичной, а следовательно, эффективной в том случае, если

дополнительная прибыль

∆ , полученная в результате освоения, выпуска и

реализации новой продукции, обеспечит рентабельность не ниже средней

сложившейся рентабельности на предприятии – изготовителе. Этому условию

должно удовлетворять неравенство:

≥

∆

(21.1)

где П – суммарная годовая прибыль предприятия – изготовителя до освоения

выпуска новой конструкции изделия; О

B – стоимость производственных фондов

предприятия – изготовителя;

∆

- дополнительные капиталовложения,

связанные с освоением выпуска новой конструкции.

Дополнительная прибыль (

∆

), получаемая от реализации новой

конструкции изделия, определяется по формуле:

[]

[

]

)()(

111222

СЦNЗСЦNП

−

⋅

−

⋅=∆

(21.2)

где NB

B и NB

B – среднегодовой выпуск ранее освоенной и новой конструкции

изделия; Ц

B и ЦB

B – соответственно цены на ранее освоенную и новую

конструкцию; С

Bи СB

B – соответственно себестоимость ранее освоенной и новой

конструкции; З

B – среднегодовые затраты, связанные с технической

подготовкой и освоением в производстве конструкции нового изделия.

Во втором случае к новой конструкции изделия предъявляются

требования с эксплуатационной точки зрения у потребителя. В данном случае

новая конструкция должна обладать следующими показателями: 1) должна

быть 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)

должна быть более производительной в единицу времени; 5) должна быть более

экономичной в потреблении электроэнергии и капиталовложениях

эксплуатационников новой продукции; 6) должна 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

вариантом признается вариант с наименьшей суммой приведенных затрат:

min→

⋅

iнi

KEU

(21.3)

где U

B – годовые эксплутационные издержки предприятия – потребителя

продукции i-го варианта; К

B – капитальные вложения предприятия –

потребителя продукции по i-му варианту; Е

B – нормативный коэффициент

экономической эффективности.

Определив сумму приведенных затрат по вариантам техники можно

определить годовой экономический эффект использования новой или

усовершенствованной техники.

Эксплутационная технологичность новой техники может быть

определена с помощью расчета ряда показателей.

При этом следует различать показатели технологичности базового

изделия и проектируемого, а также определять уровень технологичности как

отношение

значений показателей технологичности проектируемого и базового

изделия.

Контрольные вопросы (тесты) по теме 21

1. Основные задачи, стадии и этапы конструкторской подготовки

производства.

2. Сущность и значение стандартизации и унификации в КПП.

3. Поясните сущность системы автоматизированного проектирования

новой техники.

4. Поясните методику ТЭО на стадии проектирования новой техники.

ТЕМА 22. ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ

ПРОИЗВОДСТВА

22.1. Задачи и содержание 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.

ТПП является одной из важнейших стадий системы СОНТ, весьма

значительная по объему и

сложности. Так, трудоемкость технологической

подготовки по отношению к общей трудоемкости ТП изделия в единичном

производстве составляет 20-25%, в серийном – 50-55 %, а в крупносерийном и

массовом – 60-70%. Это связано с тем, что если двигаться от единичного

производства к серийному и далее к массовому степень технологической

оснащенности возрастает, а следовательно возрастает и объем работ по

ТПП.

ТПП на предприятии выполняется отделами гл. технолога, гл.

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. Он

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 осуществляется выбор рациональных способов

изготовления деталей и сборочных единиц, разработка новых технологических

процессов. Эта работа выполняется на основе: а) чертежей на вновь

спроектированное изделие; б) ГОСТов, отраслевых и заводских стандартов на

материалы, инструмент, а также на допуски и припуски; в) справочников и

нормативных таблиц для выбора режимов резани; г) планируемых

размеров

выпуска изделий.

Содержание работ по проектированию технологических процессов

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 ЕСТД.

На втором этапе ТПП осуществляется: во-первых, проектирование

конструкций моделей, штампов, приспособлений, специального инструмента и

нестандартного оборудования; во-вторых, разработка технологического

процесса по изготовлению технологического оснащения, который должен быть

достаточно универсальным, но в то же время прогрессивным, совершенным,

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 осуществляется изготовление всей оснастки и

нестандартного оборудования. Эта наиболее трудоемкая часть технологической

подготовки (60-80% труда и средств от общего объема ТПП), Поэтому, как

правило, эти работы проводятся 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 осуществляется перепланировка (если есть необходимость)

действующего, монтаж и опробование нового и нестандартного оборудования и

оснастки, поточных линий и участков обработки и сборки изделий.

На четвертом этапе ТПП проводится: выверка и отладка

запроектированной технологии, окончательная отработка деталей и узлов

(блоков) на технологичность, выверка пригодности и рациональности

спроектированной оснастки и нестандартного оборудования, удобства разборки

и сборки изделия, установление правильной последовательности выполнения

этих работ, хронометраж механообрабатывающих и сборочных операций и

окончательное оформление всей технологической документации.

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

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, 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 как выполнить каждый, технологические

режимы, данные о средствах технологического оснащения, материалах и

трудовых затратах. Обычно в операционных картах помещают эскизные

чертежи, изображающие детали или части деталей и содержащие в себе 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 виды

документов.

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.

22.2. Организационно-экономические пути ускорения технологической

подготовки производства

Одним из важнейших направлений сокращения трудоемкости и

продолжительности ТПП является использование технологической унификации

и стандартизации. Основными ее направлениями являются: 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 конструктивно-

технологчески 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, быстропереналаживаемой 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 осуществляется в два этапа.

Первый этап – классификация деталей в группы конструктивно-

технологического 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.

Обычно формирование таких групп осуществляется на основе

разработанного конструктивно-технологического классификатора деталей, при

котором детали предварительно группируются в классы по признаку

служебного назначения, классы делятся на подклассы сообразно

конструктивным формам деталей, что обуславливает подобие их

технологических маршрутов и идентичность применяемой оснастки.

Дальнейшее разделение на группы (по признаку общности материала), что

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 как базовая

деталь 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 более тщательно 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 конструктивно –

технологического 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

производства 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,

сводные карты групповых процессов.

Унификация оборудования и технологической оснастки позволяет

использовать ее при смене объектов производства, повысить коэффициент

загрузки оснастки и ее эффективность, давая 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-налодочные 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. Наиболее пригодна

для условий крупносерийного производства.

Универсально-сборная оснастка (УСО) собирается их стандартных

деталей и узлов многократного использования, изготовленных с высокой

степенью точности. Используется для сверлильных, токарных, фрезерных,

расточных, шлифовальных, сварочных, штамповочных и др. 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. Применяются УНП в соответствии с классификацией

обрабатываемых деталей и с внедрением ТТП.

Универсальная безналадочная оснастка (УБО) применяется 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

изготовленные, разнообразие деталей, для которых они могут использоваться,

возможность использовать их до полного износа. Основным недостатком УБО

является невысокая производительность из-за необходимости постоянно

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. ухудшения 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.

Другим важным направлением сокращения трудоемкости и

продолжительности ТПП является создание и

использование

автоматизированных систем технологической подготовки производства

(АСТПП), включающих системы автоматизированного проектирования

технологических процессов (САПРТП), системы автоматизированного