Технология машиностроения - наука, изучающая и устанавливающая закономерности протекания процессов обработки и параметры, воздействие на которые наиболее эффективно сказывается на интенсификации процессов обработки и повышении их точности. Предметом изучения в технологии машиностроения является изготовление изделий заданного качества в установленном производственной программой количестве, при наименьших затратах материалов и минимальной себестоимости.
Деталь - это составная часть изделия, изготовленная из однородного материала без применения сборочных операций. Характерный признак детали - отсутствие в ней разъёмных и неразъёмных соединений. Деталь - это первичный сборочный элемент каждой машины.
Сборочная единица - это изделие, соединённое из составных частей, собранных обособленно от остальных элементов изделия. В качестве составных частей сборочной единицы могут выступать как отдельные детали, так и составные части более низших порядков.
Производственный процесс представляет собой совокупность взаимосвязанных действий, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия. В понятие производственный процесс входит:
В машиностроении различают три типа производств : массовое , серийное и единичное .
В массовом производстве изделия изготавливают непрерывно, в больших количествах и в течение продолжительного времени (до нескольких лет). В серийном - партии (серии) изделий, регулярно повторяющиеся через определённые промежутки времени. В единичном - изделия изготавливают в малых количествах и, зачастую, индивидуально.
Критерием , определяющим тип производства, является не количество выпускаемых изделий, а закрепление за рабочим местом одной или нескольких технологических операций (т. н. коэффициент закрепления технологических операций k з ).
Это отношение числа всех технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению, к числу рабочих мест.
Так, для массового пр - ва характерно закрепление за большинством рабочих мест только одной постоянно повторяющейся операции, для серийного - несколько периодически повторяющихся операций, для единичного - большое разнообразие неповторяющихся операций.
Другим отличительным признаком типов производств является такт выпуска.
, - интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий.Такт выпуска определяется по формуле:
где Ф Э - годовой, эффективный фонд времени рабочего места, участка или цеха, ч
П - годовая производственная программа выпуска рабочего места, участка или цеха, шт.
В
- количество выходных дней в году;
П
р - количество праздничных дней в году;
t
р дн - продолжительность рабочего дня, час;
n
см - количество смен.
Производственная программа завода - это годовое количество выпускаемых изделий выраженное в трудоёмкости:
где П 1 ,П 2 и П n - производственные программы по изделиям, чел·час.
Производственная программа судоремонтного завода (СРЗ)
| Трудоёмкость работ по кварталам, чел · час. | |||||
| Наименование | I | II | III | IV | ИТОГО: |
| Судоремонт: | |||||
| - навигационный | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | П 1 |
| - текущий | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | П 2 |
| - средний | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | П 3 |
| - капитальный | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ... |
| Судостроение | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ... |
| Машиностроение | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ... |
| Прочие работы | ХХХ | ХХХ | ХХХ | ХХХ | П n |
| ВСЕГО: | ХХХХ | ХХХХ | ХХХХ | ХХХХ | 320000 |
ПРИМЕЧАНИЕ: под значком ХХХ или ХХХХ в таблице понимается какое-либо число человеко-часов. Номенклатура - годовое количество выпускаемых изделий, выраженное в наименованиях.
Номенклатура СРЗ
| Наименование | Количество, шт. |
| Судоремонт: | |
| Пассажирский теплоход(ПТ) пр. 544 | 4 |
| ПТ пр. Р - 51 | 8 |
| Грузопассажирский теплоход(ГПТ) пр. 305 | 2 |
| Земснаряд пр. 324 А | 4 |
| Буксирный теплоход (БТ) пр. 911 В | 8 |
| ................... | ............ |
| Судостроение: | |
| баржа пр. 942 А | 5 |
| баржа пр. Р - 14 А | 4 |
| БТ пр. 1741 А | 1 |
| Машиностроение: | |
| лебёдка ЛРС - 500 | 25 |
| и т.д. | ... |
Непоточный вид — движение заготовок на разных стадиях изготовления прерывается пролеживанием на рабочих местах или на складах. Не соблюдается такт выпуска. Непоточный вид организации применяется в единичном и мелкосерийном типах производства.
Ритм выпуска — количество изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени. Сущность этого термина можно установить при рассмотрении примера, когда на оборудовании (станке, линии) обрабатываются одновременно по две детали, выпускаемые каждые 20 с: ритм выпуска — 6 деталей в минуту, цикл производственной операции — 20 с, такт выпуска — 10 с.
Одним из показателей эффективности производственной деятельности подразделения завода (цеха, производственного участка) является производительность производственного процесса, осуществляемого ритмом выпуска.
Значение этого показателя зависит не только от производительности оборудования и труда рабочих, но и от уровня организации, планирования производственного процесса и управления им.
Действительно, возможности высокопроизводительных станков и труд рабочих не будут использованы полностью, если своевременно не будут поставлены заготовки, режущий инструмент и необходимая техническая документация, если не будет слаженности в работе всех звеньев производственной системы.
Такт выпуска — интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий определенного наименования, типоразмера и исполнения.
При проектировании механической обработки деталей поточного производства — поточно-массового и поточно-серийного — должен быть определен такт выпуска деталей с поточной линии, т. е. промежуток времени, отделяющий выпуск с поточной линии двух следующих одна за другой деталей.
Величина такта выпуска t в (мин) при поточно-массовом производстве определяется по формуле:
где F д — действительное (расчетное) годовое число часов работы одного станка при работе в одну смену (действительный годовой фонд времени станка в часах) ; m- число рабочих смен; D- количество деталей одного наименования, подлежащих обработке в год на данной поточной линии.
Зависимость типа производства от объёма выпуска деталей приведена в таблице 1.1.
При массе детали 1,5кг и N=10000 деталей выбирается среднесерийное производство.
Таблица 1.1- Характеристика типа производства
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой выпускаемых деталей, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно небольшим объёмом выпуска, чем в единичном производстве.
Основные технологические признаки серийного производства:
1. Закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций;
2. Применение универсального оборудования, специальных станков для отдельных операций;
3. Расстановка оборудования по технологическому процессу, типу детали или группам станков.
4. Широкое применение спец. Приспособлений и инструмента.
5. Соблюдение принципа взаимозаменяемости.
6. Средняя квалификация рабочих.
Величина такта выпуска рассчитывается по формуле:
где F д — действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч/см;
N — годовая программа выпуска деталей, N=10 000 шт
Далее необходимо определить действительный фонд времени. При определении фонда времени работы оборудования и рабочих принято следующие исходные данные на 2014 год при 40 часовой рабочей неделе, Fд=1962 ч/см.
Тогда по формуле (1.1)
Тип производства зависит от двух факторов, а именно: от заданной программы и от трудоёмкости изготовления изделия. На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия t В, а трудоёмкость определяется средним штучным (штучно-калькуляционным) временем Т ШТ по операциям действующего на производстве или аналогичного технологического процесса.
В серийном производстве количество деталей в партии определяется по следующей формуле:
где а — число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, на=1;
F — число рабочих дней в году, F=253 дня.
Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и описание принятых методов их обеспечения
Деталь "Вал промежуточный" имеет невысокие требования по точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Многие поверхности обрабатываются по четырнадцатому квалитету точности.
Деталь является технологичной, так как:
1. Ко всем поверхностям обеспечивается свободный доступ инструмента.
2. Деталь имеет небольшое число точных размеров.
3. Заготовка максимально приближена к форме и размерам готовой детали.
4. Допускается применение высокопроизводительных режимов обработки.
5. Очень точных размеров нет, кроме: 6P9, 35k6, 30k6, 25k6, 20k6.
Деталь можно получить штамповкой, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает трудностей при получении заготовки.
С точки зрения механической обработки деталь можно описать следующим образом. Конструкция детали допускает ее обработку на проход, ни что не мешает данному виду обработки. Имеется свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям. Деталь предусматривает возможность обработки на станках с ЧПУ, также и на универсальных станках, не представляет трудностей при базировании, что обусловлено наличием плоскостeй и цилиндрических поверхностей.
Делается вывод, что с точки зрения точности и чистоты обрабатываемых поверхностей данной детали в основном не представляет значительных технологических трудностей.
Также для определения технологичности детали используют
1. Коэффициент точности, КТ
где К ТЧ — коэффициент точности;
Т СР — средний квалитет точности поверхностей детали.
где Т i — квалитет точности;
n i — число поверхностей детали с данным квалитетом (таблица 1.2)
Таблица 1.2- Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным квалитетом
та, кинематики формирования поверхности или соединения, параметрами технологических сред (нагрева, охлаждения, хими ческой обработки и др.)-
Аналогичным элементом для сборочного процесса является соединение - технологически непрерывный цикл формирова ния соединения двух деталей.
Технологический переход - это технологически непрерыв ный упорядоченный комплекс рабочих ходов, образующих за конченную часть технологической операции, формирующий конечные требуемые качественные характеристики данной по верхности детали или данного соединения. Выполняется одни ми и теми же средствами технологического оснащения при по стоянных технологических режимах и установке.
Рабочие ходы внутри одного перехода технологически упоря дочены. Например, нарезать резьбу в отверстии можно только после получения этого отверстия.
Прием - законченная совокупность действий, направлен ных на выполнение технологического перехода или его части и объединенных одним целевым назначением. Например, переход «установить заготовку» состоит из следующих приемов: взять заготовку из тары, переместить к приспособлению, установить в приспособление и закрепить.
Установ - процесс придания требуемого положения и при необходимости закрепления заготовки (детали) в приспособле нии или на основном оборудовании. Он отражает варианты объединения разных переходов на данном оборудовании.
Технологическая операция - организационно обособленная часть маршрута со всеми сопутствующими ей вспомогательны ми элементами процесса, реализуемая на определенном техно логическом оборудовании с участием или без участия людей. На операцию обычно разрабатывается вся основная технологиче ская документация.
Маршрут - упорядоченная последовательность качествен ных преобразований предметов труда в продукт труда. Напри мер, заготовки в деталь или последовательность получения из комплекта деталей сборочной единицы. Это конкретный вари ант сочетания технологических операций, который обеспечива ет получение качественных характеристик детали или сбороч ной единицы.
Рассмотренные элементы технологического и производ ственного процессов могут выполняться во времени последова тельно, параллельно или параллельно-последовательно. Совме щение указанных элементов является одним из приемов сокра щения длительности процесса.
Не следует смешивать понятие «функциональное совмеще ние элементов» и их объединение на организационной основе.
Так, многоцелевой станок традици-
онной конструкции с одним рабочим
шпинделем объединяет на конструк
тивной основе разные методы техно
логического взаимодействия (точе
ние, фрезерование и др.), но не со-
вмещает их технологически во вре
мени и по своей структуре остается
станком последовательного действия.
А, в - поверхности обра-
ПрИ н а р у ш е н и и у с л о в и я ТеХНОЛО-
ботки; 1 . 3 - рабочие ходы
гической непрерывности реализации элементов процесса происходит их разделение на части, относя
щиеся к тому же структурному уровню декомпозиции данного процесса. Рассмотрим это на примере обработки детали (рис. 1.1). Для получения требуемого качества поверхности А необходимо три рабочих хода"(/, 2, J), а для поверхности В - два рабочих хода (/, 2). Возможны следующие варианты обработки.
П е р в ы й в а р и а н т:
1) полная обработка поверхности В двумя рабочими ходами
2) полная обработка поверхности А тремя рабочими ходами (/, 2, J), что соответствует изготовлению детали в две установ ки при двух переходах, выполненных соответственно за два (/, 2) и три (/, 2, 3) рабочих хода.
В т о р о й в а р и а н т:
1) обработка поверхности В одним рабочим ходом (У);
2) обработка поверхности А двумя рабочими ходами (/, 2);
3) обработка поверхности В одним рабочим ходом (2);
4) обработка поверхности А одним рабочим ходом (J), что соответствует изготовлению детали за четыре установки при четырех переходах, выполненных соответственно в один (7), два (7, 2), один (2) и один <3) рабочих хода.
Т р е т и й в а р и а н т:
1) одновременная обработка поверхностей А и В соответ ственно за один (7) и два (7, 2) рабочих хода;
2) обработка поверхности А за два (2, 3) рабочих хода. Рассмотрим пример изготовления детали за два установа.
Первый реализован при совмещении двух переходов, выполнен ных соответственно за один (7) и два (7, 2) рабочих хода, а вто рой - за один переход при двух рабочих ходах (2, 3).
Чтобы представить все многообразие технико-организацион ных структур технологического процесса, обратимся к рис. 1.2.
Как видно, самый простой по организации технологический процесс может состоять из одной операции, которая состоит из одной установки, которая, в свою очередь, содержит один пере ход, осуществляемый за один рабочий ход. Соответственно в
Рис. 1.2. Структура технологического процесса
организационно сложном технологическом процессе каждый структурный элемент верхнего уровня содержит несколько эле ментов нижнего уровня.
При выполнении каждой операции рабочий затрачивает оп ределенное количество труда. Затраты труда при нормальной интенсивности измеряют его продолжительностью, т.е. време нем, в течение которого он расходуется.
Трудоемкость операции - количество времени, затрачива емого рабочим требуемой квалификации при нормальной ин тенсивности труда и условиях на выполнение технологического процесса или его части. Единица измерения - человекочас.
Для расчета занятости станков и их числа для выполнения данной работы служит понятие «станкоемкость». Станкоемкость - время, в течение которого занят станок или другое оборудование на изготовление детали или изделия. Единица из мерения - станкочас. Для сборочных машин используется по казатель машиноемкости выполнения операции.
Для нормирования труда и планирования производственно го процесса используется норма времени - время, установлен ное рабочему или группе рабочих требуемой квалификации, необходимое для выполнения какой-либо операции или целого технологического процесса в нормальных производственных ус ловиях с нормальной интенсивностью. Она измеряется в едини цах времени с указанием квалификации работы, например 7 ч, работа 4-го разряда.
При нормировании малотрудоемких операций, измеряемых долями минуты, более ощутимое представление о затратах време ни дает норма выработки - величина, обратная норме времени.
Норма выработки - установленное число изделий в едини цу времени (ч, мин). Единицей измерения является количество продукции в стандартных мерах (шт., кг и др.) в единицу вре мени, с указанием квалификации работы, например 1000 шт. в 1 ч, работа 5-го разряда.
Производственный цикл - промежуток календарного вре мени, определяюш^ий длительность периодически повторя ющихся процессов изготовления изделия от запуска в производ ство до получения готового изделия.
Программа выпуска - число штук изделия заданной номен клатуры или число стандартных мер некоторой продукции, под лежащей изготовлению в установленную календарную единицу времени.
Объем выпуска - число изделий, подлежащих изготовлению в установленную календарную единицу времени (год, квартал, мес).
Серия - общее число изделий, подлежащих изготовлению по неизменяемым чертежам.
Партия запуска - число штук заготовок или комплектов де- т^ей, одновременно запущенных в производство.
Такт выпуска - промежуток времени, через который пери одически производится выпуск машин, их сборочных единиц, деталей или заготовок определенного наименования, типораз меров и исполнения. Если говорят, что машину изготовляют с тактом 3 мин, то это значит, что через каждые 3 мин завод вы пускает машину.
Ритм выпуска - величина, обратная такту выпуска. Одним из показателей эффективности производственной
деятельности подразделения завода (цеха, производственного участка) является производительность производственного про цесса, осуществляемого им. Значение этого показателя зависит не только от производительности оборудования и труда рабочих, но и от уровня организации, планирования производственного процесса и управления им. Действительно, возможности высо копроизводительных станков и труд рабочих не будут использо ваны полностью, если своевременно не будут поставлены заго товки, режущий инструмент и необходимая техническая доку ментация, если не будет слаженности в работе всех звеньев про изводственной системы.
Производительность производственного процесса - это интегральный показатель деятельности всего трудового коллек тива, непосредственно участвующего в изготовлении установ ленной номенклатуры изделий. Этим показателем наиболее удобно пользоваться при оценке эффективности автоматизиро ванного производственного процесса, при выполнении которо го непосредственное участие основных рабочих минимально, но возрастает роль вспомогательного персонала завода, обеспечи вающего функционирование технологических процессов изго товления продукции.
Производительность производственного процесса оценива ется объемом продукции, измеряемым в штуках, тоннах, рублях, произведенной в единицу времени.
Повышение производительности производственного процес са может быть достигнуто тремя способами.
П е р в ы й с п о с о б заключается в интенсификации, т.е. в увеличении режимов технологических процессов и их совмеще ния по времени выполнения. Например, в процессе обработки заготовки на станке производится замена инструмента, подвоз новых заготовок и др.
В т о р о й с п о с о б состоит в увеличении продолжительно сти работы производственной системы, естественный предел - 24 ч в сут, что соответствует трехсменной работе. Это направ ление приобретает все большее значение в связи с резким ус ложнением и удорожанием производственного оборудования.
При этом следует учитывать серьезные социальные проблемы, относящиеся к негативным сторонам режима многосменной работы людей. Успешное решение этих проблем видится в ком плексной автоматизации всех производственных процессов. Очевидно, что это выдвигает серьезные научные и технические задачи, связанные с автономной работой производственных систем в автоматическом режиме и вопросами надежности и бе
с п о с о б заключается в увеличении производя
щей способности производственной системы за счет внутрен них резервов: улучшение организации ее работы и расширение технологических возможностей оборудования. Это реализуется путем модернизации существующего оборудования или приоб ретения нового оборудования, повышения производительности труда производственного персонала за счет использования со вершенных методов и способов сокращения цикла изготовле ния изделия. Например, оптимизация раскроя деталей из лис тового материала, изыскание приемов повышения точности обработки приводят к сокращению числа рабочих ходов и даже устранению дальнейшей обработки изделий на другом станке.
1.3. Типы и виды производства
Различие в программе выпуска изделий привело к условно му разделению производства на три типа: единичное, серийное и массовое.
Единичное производство - изготовление единичных непов торяющихся экземпляров продукции или с малым объемом вы пуска, что аналогично признаку неповторяемости технологиче ского цикла в данном производстве. Продукция единичного про изводства - это изделия, не имеющие широкого применения (опытные образцы машин, тяжелые прессы и т.п.).
Серийное производство - периодическое технологически непрерывное изготовление некоторого количества одинаковой продукции в течение продолжительного промежутка календар ного времени. Производство изделий осуществляется партиями. В зависимости от объема выпуска этот тип производства под разделяют на мелко-, средне- и крупносерийное. Примерами продукции серийного производства могут служить металлоре жущие станки, насосы, редукторы, выпускаемые периодически повторяющимися партиями.
Массовое производство - технологически и организацион но непрерывное производство узкой номенклатуры изделий в больших объемах по неизменяемым чертежам в течение дли тельного времени, когда на большинстве рабочих мест выпол-
няется одна и та же операция. Продукцией массового производ ства являются автомобили, трактора, электродвигатели и т.п.
Отнесение производства к тому или иному типу определяет ся не только объемом выпуска, но и особенностями самих из делий. Например, изготовление опытных образцов наручных часов в количестве нескольких тысяч штук в год будет представ лять единичное производство. В то же время изготовление теп ловозов при объеме выпуска нескольких штук можно считать серийным производством.
Об условности деления производств на три типа свидетель ствует и то, что обычно на одном и том же заводе, а нередко в одном и том же цехе, одни изделия изготовляются единицами, другие - периодически повторяющимися партиями, третьи - непрерывно.
Для определения типа производства можно использовать коэффициент закрепления операций
число различных технологических операций, выпол ненных или подлежаидих выполнению на участке или в цехе в течение месяца; М - число рабочих мест соответственно участ ка или цеха.
ГОСТ рекомендует следующие значения коэффициентов за крепления операций в зависимости от типов производства: для единичного производства - свыше 40; для мелкосерийного про изводства - свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийно го производства - свыше 10 до 20 включительно; для крупно серийного производства - свыше 1 до 10 включительно; для массового производства - 1.
Например, если на производственном участке находится 20 единиц металлорежущего оборудования, а число операций раз личных технологических процессов, выполняемых на данном участке, равно 60, то коэффициент закрепления операций
^3.0 = 6 0: 2 0 = 3,
что означает крупносерийный тип производства.
Таким образом, тип производства с организационной точки зрения характеризуется средним числом операций, выполня емых на одном рабочем месте, а это, в свою очередь, определя ет степень специализации и особенности используемого обору дования.
Ориентировочно тип производства можно определить в зави симости от объема выпуска и массы изготовляемых изделий по данным, приведенным в табл. 1.1.
В зависимости от области использования производство под разделяется на два вида: поточное и непоточное.
Т а б л и ц а 1.1
Ориентировочные данные для определения типа производства
Число обрабатываемых деталей одного типоразмера
(массой более 10
(массой до 10 кг)
Поточное производство характеризуется
стью и равномерностью. В поточном производстве заготовка после завершения первой операции без задержки передается на вторую операцию, затем на третью и т.д., а изготовленная де таль сразу же поступает на сборку. Таким образом, изготовле ние деталей и сборка изделий находятся в постоянном движе нии, причем скорость этого движения подчинена такту выпус ка в определенный промежуток времени.
Непоточное производство характеризуется неравномерным движением полуфабриката в процессе изготовления изделия, т.е. технологический процесс изготовления изделия прерывает ся вследствие различной продолжительности выполнения опе раций, а полуфабрикаты накапливаются у рабочих мест и на складах. Сборку изделий начинают лишь при наличии на скла дах полных комплектов деталей. В непоточном производстве отсутствует такт выпуска, а производственный процесс регули руется графиком, составленным с учетом плановых сроков и трудоемкости изготовления изделий.
Каждый вид производства имеет свою область использова ния. Поточный вид организации производства встречается в массовом производстве, а непоточный присугц единичному и серийному производствам.
1.4. Основные преимущества автоматизации производства
Под автоматизацией производственных процессов (АПП) понимают комплекс технических мероприятий по разработ ке новых прогрессивных технологических процессов и созда-
нию на их основе высокопроизводительного оборудования, выполняющего все основные и вспомогательные операции по изготовлению изделий без непосредственного участия челове ка. АПП является комплексной конструктивно-технологиче ской и экономической задачей создания принципиально новой техники.
Автоматизации всегда предшествовал процесс механизации - частичной (первичной) автоматизации производственных про цессов на базе такого технологического оборудования, которым управляет оператор. Кроме того, он осуществляет контроль из делий, регулировку и наладку оборудования, загрузку-выгрузку изделий, т.е. вспомогательные операции. Механизация может достаточно эффективно сочетаться с автоматизацией конкрет ного производства, но именно АПП создает возможность обес печения высокого качества продукции при высокой производи тельности ее изготовления.
Предусматривается качественная и количественная оцен ки состояния механизации и автоматизации производствен ных процессов. Важнейший качественный показатель - уро вень автоматизации а. Он определяется отношением числа автоматизированных операций (переходов) п^^^ к общему чис лу операций (переходов), выполняемых на автомате, линии, участке «общ-
Величина а зависит от типа производства. Если в единичном производстве а не превышает 0,1 . 0,2, то в массовом она со ставляет 0,8. 0,9.
Автомат (от гр. automatos - самодействующий) - самосто ятельно действующее устройство или совокупность устройств, выполняющих по заданной программе без непосредственного участия человека процессы получения, преобразования, пере дачи и использования энергии, материалов и информации.
Последовательность выполняемых автоматом запрограмми рованных действий называют рабочим циклом. Если для во зобновления рабочего цикла требуется вмешательство рабоче го, то такое устройство называют полуавтоматом.
Процесс, оборудование или производство, не требующее присутствия человека в течение определенного промежутка вре мени для выполнения ряда повторяющихся рабочих циклов, называют автоматическим. Если часть процесса выполняется автоматически, а другая часть требует присутствия оператора, то такой процесс называют автоматизированным.
Степень автоматизации производственного процесса опреде ляется необходимой долей участия оператора в управлении этим процессом. При полной автоматизации присутствия человека в
течение определенного периода времени вообще не требуется. Чем больше это время, тем выше степень автоматизации.
Под безлюдным реэюимом работы понимают такую степень автоматизации, при которой станок, производственный учас ток, цех или весь завод может работать автоматически в течение по крайней мере одной производственной смены (8 ч) в отсут ствие человека.
Технические преимуш^ества автоматически управляемых про изводственных систем по сравнению с аналогичными система ми с ручным управлением следующие: более высокое быстро действие, позволяющее повышать скорости протекания процес сов, а следовательно, и производительность производственного оборудования; более высокое и стабильное качество управления процессами, обеспечивающее высокое качество продукции при более экономном расходовании материалов и энергии; возмож ность работы автоматов в тяжелых, вредных и опасных для че ловека условиях; стабильность ритма работы, возможность дли тельной работы без перерывов вследствие отсутствия утомля емости, свойственной человеку.
Экономические преимущества, достигаемые при использова нии автоматических систем в производстве, являются следстви ем технических преимуществ. К ним можно отнести возмож ность значительного повышения производительности труда; более экономичное использование ресурсов (труда, материалов, энергии); более высокое и стабильное качество продукции; со кращение периода времени от начала проектирования до полу чения изделия; возможность расширения производства без уве личения трудовых ресурсов.
Автоматизация производства позволяет более экономично использовать труд, материалы, энергию. Автоматическое плани рование и оперативное управление производством обеспечива ют оптимальные организационные решения, сокращают запа сы незавершенного производства. Автоматическое регулирова ние процесса предотвращает потери вследствие поломок инст рументов и вынужденных простоев оборудования. Автоматиза ция проектирования и изготовления продукции с использова нием ЭВМ позволяет значительно сократить число бумажных документов (чертежей, схем, графиков, описания и др.), необ ходимых в неавтоматизированном производстве, составление, хранение, передача и использование которых занимает много времени.
Автоматизированное производство нуждается в более квали фицированном, технически грамотном обслуживании. При этом значительно меняется сам характер труда, связанного с на ладкой, ремонтом, программированием и организацией работ в автоматизированном производстве. Эта работа требует более
Машиностроительное производство характеризуется объемом выпуска, программой выпуска продукции, тактом выпуска.
Объем выпуска продукции – это количество изделий определенных наименований, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в течение планируемого периода времени (месяц, квартал, год). Объем выпуска в значительной степени определяет принципы построения технологического процесса.
Установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска и сроков выполнения по каждому наименованию на планируемый период времени называется программой выпуска продукции .
Тактом выпуска называется интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименования, типоразмера и исполнения.
Такт выпуска t, мин/шт, определяется по формуле:
t = 60 Ф д / N,
где Ф д – действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N – производственная программа на этот же период, шт.
Действительный фонд времени работы оборудования отличается от номинального (календарного) фонда времени, поскольку учитывает потери времени на ремонт оборудования.
Действительный фонд работы оборудования в зависимости от его сложности и количества выходных и праздничных дней при 40-часовой рабочей неделе и при работе в две смены в машиностроительном производстве составляет от 3911 до 4029…4070 часов. Фонд времени рабочего при этом около 1820 ч.
В зависимости от производственных мощностей и возможностей сбыта продукции изделия на предприятии изготовляют в различных количествах – от единичных экземпляров, до сотен и тысяч штук. При этом все изделия, изготовленные по конструкторской и технологической документации без ее изменения, называются серией изделия .
В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий различают три основных типа производства: единичное, серийное и массовое. Каждому из этих типов присущи свои характерные особенности в организации труда и в структуре производственного и технологического процессов.
Тип производства является классификационной категорией производства, выделяемой по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В отличие от типа производства вид производства выделяется по признаку применяемого метода изготовления изделия. Примерами видов производства являются литейное, сварочное, механосборочное и др.
Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций К з.о., представляющий собой отношение числа всех различных технологических операций О, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест Р:
С расширением номенклатуры выпускаемых изделий и уменьшением их количества значение этого коэффициента увеличивается.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается. При этом технологический процесс изготовления изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. К единичному производству относятся, например, крупные гидротурбины, прокатные станы, оборудование для химических и металлургических заводов, уникальные металлорежущие станки, опытные образцы машин в различных отраслях машиностроения и др.
Технология единичного производства характеризуется применением универсального металлорежущего оборудования, которое располагается в цехах обычно по групповому признаку, т.е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, шлифовальных станков и т.д. Обработку ведут стандартным режущим, а контроль – универсальным измерительным инструментом. Характерным признаком единичного производства является концентрация на рабочих местах разнообразных операций. При этом на одном станке часто производится полная обработка заготовок разнообразных конструкций и из различных материалов. Ввиду необходимости частой перенастройки и наладки станка на выполнение новой операции доля основного (технологического) времени в общей структуре нормы времени на обработку сравнительно невелика.
Отличительные особенности единичного производства обусловливают относительно низкую производительность труда и высокую себестоимость выпускаемых изделий.
Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. При серийном производстве одноименные или однотипные по конструкции изделия изготовляют по отработанным на технологичность чертежам. Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа, выпускаемые в значительных количествах. К этой продукции можно отнести, например, металлорежущие станки, двигатели внутреннего сгорания, насосы, компрессоры, оборудование для пищевой промышленности и др.
Серийное производство является наиболее распространенным в общем и среднем машиностроении. В серийном производстве наряду с универсальным широко используется и специальное оборудование, автоматы и полуавтоматы, специальный режущий инструмент, специальные измерительные приборы и приспособления.
В серийном производстве средняя квалификация рабочих обычно ниже, чем в единичном производстве.
В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. Такое подразделение является достаточно условным для различных отраслей машиностроения, так как при одном и том же количестве машин в серии, но различных размеров, сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным типам. Условной границей между разновидностями серийного производства по ГОСТ 3.1108-74 является величина коэффициента закрепления операций К з.о. : для мелкосерийного производства 20 < К з.о < 40, для среднесерийного – 10 < К з.о < 20, а для крупносерийного – 1 < К з.о < 10.
В мелкосерийном производстве, близком к единичному, оборудование располагается преимущественно по типам станков – участок токарных станков, участок фрезерных станков и т.д. Станки могут располагаться и по ходу технологического процесса, если обработка ведется по групповому технологическому процессу. Применяют главным образом универсальные средства технологического оснащения. Размер производственной партии обычно составляет несколько единиц. При этом производственной партией принято называть предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени, при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.
В начальной стадии разработки технологического процесса механической обработки величину партии деталей можно определить по следующей упрощенной формуле:
где N – количество деталей одного наименования и размера по годовой программе выпуска изделий;
t – необходимый запас деталей на складе в днях; для крупных деталей t=2…3 дня; для средних t=5 дней; для мелких деталей и инструментов t=10…30 дней;
Ф – число рабочих дней в году, принимается равным 305 дней при одном выходном дне и продолжительности рабочего дня 7ч. и 253 дня при двух днях отдыха и продолжительности рабочего дня 8ч.
Условно к малым (или легким) можно отнести детали массой до 2 кг, к средним – от 2 до 8 кг и к крупным (или тяжелым) – свыше 8 кг.
В среднесерийном производстве, обычно называемом серийным, оборудование располагают в соответствии с последовательностью выполнения этапов обработки заготовок. За каждой единицей оборудования обычно закрепляют несколько технологических операций, при этом возникает необходимость переналадки оборудования. Размер производственной партии составляет от нескольких десятков до сотен деталей.
В крупносерийном производстве, близком к массовому, оборудование, как правило, располагается в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового процесса обработки. При недостаточно большой программе выпуска изделий целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на одной операции производят обработку этой партии на следующей операции. Заготовки после окончания обработки на одном станке транспортируют целой партией или по частям к другому, при этом в качестве транспортных средств используют рольганги, подвесные цепные конвейеры или роботы. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках, в пределах технологических возможностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций.
В крупносерийном производстве используются, как правило, специальные приспособления и специальный режущий инструмент. В качестве измерительного инструмента широко используют предельные калибры (скобы, пробки, резьбовые кольца и резьбовые пробки) и шаблоны, позволяющие определять годность обработанных деталей и производить разбивку их на размерные группы в зависимости от величины поля допуска.
Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, так как лучше используется оборудование, ниже припуски, выше режимы резания, более высокая специализация рабочих мест, значительно сокращаются цикл производства, межоперационные заделы и незавершенное производство, более высокий уровень автоматизации производства, повышается производительность труда, резко снижается трудоемкость и себестоимость изделий, упрощается управление производством и организация труда. При этом под заделом понимают производственный запас заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса. Этот тип производства является наиболее распространенным в общем и среднем машиностроении. Около 80% продукции машиностроения выпускается серийно.
Массовое производство характеризуется большим объемов выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжитеельное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Детали, как правило, изготовляются из заготовок, производство которых ведется централизованно. Централизованным способом осуществляется производство нестандартного оборудования и технологической оснастки. Поставляют их своим потребителям цехи, являющиеся самостоятельной структурной единицей.
Массовое производство экономически целесообразно при выпуске достаточно большого количества изделий, когда все материальные и трудовые затраты, связанные с переходом на массовое производство, достаточно быстро окупаются и себестоимость изделия ниже, чем при серийном производстве.
Продукция массового производства – это изделия узкой номенклатуры, унифицированного или стандартного типа, выпускаемые для широкого сбыта потребителю. К этой продукции можно отнести, например, многие марки легковых автомобилей, мотоциклов, швейных машин, велосипедов и т.д.
В массовом производстве применяют высокопроизводительное технологическое оборудование – специальные, специализированные и агрегатные станки, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, автоматические линии. Широко применяется многолезвийный и наборный специальный режущий инструмент, предельные калибры, быстродействующие контрольные приспособления и приборы. Массовое производство характеризуется также установившимся объемом производства, что при значительной программе выпуска продукции обеспечивает возможность закрепления операций за определенным оборудованием. При этом производство изделий осуществляется по окончательно отработанной конструкторской и технологической документации.
Наиболее совершенной формой организации массового производства является поточное производство, характеризуемое расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным тактом выпуска изделий. Для поточной формы организации технологического процесса требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. Это позволяет производить обработку заготовок или собирать узлы без заделов в строго определенные промежутки времени, равные такту выпуска. Приведение длительности операций к указанному условию называют синхронизацией, что в некоторых случаях предусматривает использование дополнительного (дублирующего) оборудования. Для массового производства коэффициент закрепления операций К з.о.= 1.
Основным элементом поточного производства является поточная линия, на которой расположены рабочие места.
Для передачи предмета труда с одного рабочего места на другое применяют специальные транспортные средства.
В поточной линии, являющейся основной формой организации труда поточного производства, на каждом рабочем месте выполняют одну технологическую операцию, а оборудование располагают по ходу технологического процесса (по потоку). Если длительность операции на всех рабочих местах одинакова, то работа на линии выполняется с непрерывной передачей объекта производства с одного рабочего места на другое (непрерывным потоком). Достигнуть равенства штучного времени на всех операциях обычно не удается. Это обусловливает технологически неизбежное различие загрузки оборудования по рабочим местам поточной линии.
При значительных объемах выпуска в процессе синхронизации наиболее часто возникает необходимость уменьшения длительности операций. Это достигается за счет дифференциации и совмещения во времени переходов, входящих в состав технологических операций. В массовом и крупносерийном производствах при необходимости каждый из технологических переходов может быть выделен в отдельную операцию, если будет выполнено условие синхронизации.
За время, равное такту выпуска, с поточной линии сходит единица продукции. Производительность труда, соответствующая выделенному производственному участку (линии, участку, цеху), определяется ритмом выпуска. Ритм выпуска – это количество изделий или заготовок определенных наименований, типоразмеров и исполнений, выпускаемых в единицу времени. Обеспечение заданного ритма выпуска является важнейшей задачей при разработке технологического процесса массового и крупносерийного производства.
Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования, снижения трудоемкости изготовления изделий, простоту управления производством.
Дальнейшее совершенствование поточного производства привело к созданию автоматических линий, на которых все операции выполняют с установленным тактом на рабочих местах, оснащенных автоматическим оборудованием. Транспортирование предмета труда по позициям осуществляется также автоматически.
Следует отметить, что на одном предприятии и даже в одном цехе можно встретить сочетание различных типов производства. Следовательно, тип производства предприятия или цеха в целом определяется по признаку преимущественного характера технологических процессов. Массовым можно назвать производство, если на большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повторяющаяся операция. Если на большинстве рабочих мест выполняется несколько периодически повторяющихся операций, то такое производство следует считать серийным. Отсутствие периодичности повторения операций на рабочих местах характеризует единичное производство.
Кроме того, для каждого типа производства характерным является также соответствующая точность исходных заготовок, уровень отработанности конструкции деталей на технологичность, уровень автоматизации процесса, степень детализации описания технологического процесса и др. Все это влияет на производительность процесса и на себестоимость изготовляемых изделий.
Планомерная проводимая унификация и стандартизация изделий машиностроения способствует специализации производства. Стандартизация приводит к сужению номенклатуры изделий при значительном увеличении программы их выпуска. Это позволяет шире применять поточные методы работы и автоматизацию производства.
Характеристики производства отражаются в решениях, принимаемых при технологической подготовке производства.
Расчет такта выпуска. Определение типа производства. Характеристика заданного типа производства
Зависимость типа производства от объёма выпуска деталей приведена в таблице 1.1.
При массе детали 1,5кг и N=10000 деталей выбирается среднесерийное производство.
Таблица 1.1- Характеристика типа производства
|
детали, кг |
Тип производства |
||||
|
Единичное |
Мелкосерийное |
Среднесерийное |
Крупносерийное |
Массовое |
|
Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой выпускаемых деталей, изготовляемых периодически повторяющимися партиями и сравнительно небольшим объёмом выпуска, чем в единичном производстве.
Основные технологические признаки серийного производства:
1. Закрепление за каждым рабочим местом нескольких операций;
2. Применение универсального оборудования, специальных станков для отдельных операций;
3. Расстановка оборудования по технологическому процессу, типу детали или группам станков.
4. Широкое применение спец. Приспособлений и инструмента.
5. Соблюдение принципа взаимозаменяемости.
6. Средняя квалификация рабочих.
Величина такта выпуска рассчитывается по формуле:
где F д - действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч/см;
N - годовая программа выпуска деталей, N=10 000 шт
Далее необходимо определить действительный фонд времени. При определении фонда времени работы оборудования и рабочих принято следующие исходные данные на 2014 год при 40 часовой рабочей неделе, Fд=1962 ч/см.
Тогда по формуле (1.1)
Тип производства зависит от двух факторов, а именно: от заданной программы и от трудоёмкости изготовления изделия. На основании заданной программы рассчитывается такт выпуска изделия t В, а трудоёмкость определяется средним штучным (штучно-калькуляционным) временем Т ШТ по операциям действующего на производстве или аналогичного технологического процесса.
В серийном производстве количество деталей в партии определяется по следующей формуле:
где а - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей, на=1;
F - число рабочих дней в году, F=253 дня.
Анализ требований к точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей детали и описание принятых методов их обеспечения
Деталь "Вал промежуточный" имеет невысокие требования по точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей. Многие поверхности обрабатываются по четырнадцатому квалитету точности.
Деталь является технологичной, так как:
1. Ко всем поверхностям обеспечивается свободный доступ инструмента.
2. Деталь имеет небольшое число точных размеров.
3. Заготовка максимально приближена к форме и размерам готовой детали.
4. Допускается применение высокопроизводительных режимов обработки.
5. Очень точных размеров нет, кроме: 6P9, 35k6, 30k6, 25k6, 20k6.
Деталь можно получить штамповкой, поэтому конфигурация наружного контура не вызывает трудностей при получении заготовки.
С точки зрения механической обработки деталь можно описать следующим образом. Конструкция детали допускает ее обработку на проход, ни что не мешает данному виду обработки. Имеется свободный доступ инструмента к обрабатываемым поверхностям. Деталь предусматривает возможность обработки на станках с ЧПУ, также и на универсальных станках, не представляет трудностей при базировании, что обусловлено наличием плоскостeй и цилиндрических поверхностей.
Делается вывод, что с точки зрения точности и чистоты обрабатываемых поверхностей данной детали в основном не представляет значительных технологических трудностей.
Также для определения технологичности детали используют
1. Коэффициент точности, КТ
где К ТЧ - коэффициент точности;
Т СР - средний квалитет точности поверхностей детали.
где Т i - квалитет точности;
n i - число поверхностей детали с данным квалитетом (таблица 1.2)
Таблица 1.2- Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным квалитетом
Таким образом
2. Коэффициент шероховатости, КШ
где К Ш - коэффициент шероховатости,
Ra СР - средняя шероховатость.
где Ra i - параметр шероховатости поверхности детали;
m i - число поверхностей детали с одинаковым параметром шероховатости (таблица 1.3).
Таблица 1.3 - Число поверхностей детали "Вал промежуточный" с данным классом шероховатости
Таким образом
Коэффициенты сравниваются с единицей. Чем ближе значения коэффициентов к единице, тем деталь технологичнее. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что деталь достаточно технологична.
Иногда в статьях и на тренингах некоторые базовые производственные понятия называют по-разному. Источником путаницы, по-видимому, являются переводы зарубежной литературы людьми, не имеющими соответствующего образования. А некоторые «гуру» производственного менеджмента несут эти некорректные термины в массы. Сегодня мы хотели бы разобраться с такими понятиями, как «производственный цикл» и «такт выпуска» — с тем, что они означают, как измеряются или рассчитываются.
Мы выбрали эти два понятия, так как их то иногда и путают между собой. Но, прежде чем перейти к строгим определениям, мы хотели бы оговориться, что будем говорить только о тех типах производств, которые встречаются в мебельной промышленности .
Рассмотрим классическую простейшую последовательность прохождения деталей по производственной цепочке при изготовлении корпусов мебели : раскрой, облицовывания кромок, присадка (сверление), комиссионирование (сортировка по заказам), упаковка деталей с добавлением фурнитуры или сборка корпуса, отгрузка или складирование.
Каждая операция из данного процесса начинается только после того, как закончена предыдущая операция. Такой процесс называется последовательным. И тут мы подошли к определению цикла. В общем случае цикл – это повторяющаяся во времени последовательность событий, процессов или явлений. Для производства – это последовательность технологических операций. Суммарное время таких операций при последовательном процессе производства – это длительность цикла или время цикла.
Часто в литературе и даже в стандартах циклом называют не саму последовательность событий, а ее длительность. Например, говорят, что цикл составляет 36 часов. По нашему мнению, правильнее говорить, что длительность (или время) цикла составляет 36 часов, цикл длится 36 часов. Но не будем судить строго, гораздо важнее, чтобы циклом не называли что-то совершенно другое.
Еще раз – длительностью цикла изготовления продукции в целом или ее части называется календарный период времени, в течение которого данный предмет труда проходит все стадии от первой операции (раскроя) до отгрузки или сдачи на склад готового продукта (собранного корпуса или пакетов готовых панелей с фурнитурой).
Цикл можно изобразить графически в виде ступенчатой диаграммы — циклограммы. На рисунке 1 представлена циклограмма последовательного процесса производства детали, состоящего из 5-х операций, каждая из которых длится 10 минут. Соответственно время цикла составляет – 50 минут.
Важно заметить, что циклограмма может отображать последовательность операций по обработке как одной детали, так и последовательность изготовления изделия в целом. Все зависит от степени детализации, с которой мы рассматриваем процесс. Например, мы можем учитывать общее время монтажа шкафа, а можем разложить данный процесс на отдельные составляющие – соединение днища и верха с боковыми стенками, монтаж задней стенки, навеска фасадов. В этом случае мы можем говорить об операционном цикле. Для него может быть построена отдельная циклограмма и тогда общий производственный цикл будет состоять как матрешка – из внутренних мини-циклов.
Некоторые начинающие мебельщики допускают следующую ошибку. Желая определить производительность будущего производства и себестоимость продукции, они проводят хронометраж операций по изготовлению какого-либо изделия, суммируют полученное время и пытаются разделить длительность смены в 480 минут, на расчетную длительность цикла. Однако в реальном производстве не так все просто.
Во-первых, детали обрабатываются не по одной, а партиями. Поэтому пока не обработаются все детали из данной партии — остальные могут пролеживать в ожидании. Это так называемые партионные перерывы и их длительность необходимо учитывать при определении суммарного времени обработки.
Кроме того, закончив обработку одной детали (или партии), рабочий не выключает станок и не уходит. Он начинает обрабатывать следующую деталь (или партию). На рисунке 2 показан пример циклограммы, на которой видно, что как только деталь передается на следующую операцию, на данном рабочем месте сразу же начинается изготовление следующей детали (для этого же или другого изделия). Для наглядности периоды обработки различных деталей показаны разными цветами.
На рисунке 2 все операции длятся ровно 10 минут. Процесс обработки каждой детали (изделия) представлен цветной «лестницей», при этом к каждой ступеньке этой лестницы плотно «прижаты» ступеньки «лестницы» другого цвета, так как каждая следующая деталь обрабатывается без задержек.
А что будет, если некоторые операции будут выполнятся медленнее или быстрее других? На рисунке 3 операция 2 длится не 10, а 20 минут. И как бы мы не старались «сжать» разноцветные «лестницы», то есть циклы обработки последовательно обрабатываемых деталей (изделий), они «упираются» друг в друга наиболее длинными ступенями. А между остальными ступенями возникают зазоры – это перерывы межоперационных ожиданий.
Такие перерывы бывают двух видов. Следующая после длительной операции -быстро освобождается и простаивает в ожидании деталей. А предыдущая — ждет освобождения следующего станка. При этом на предыдущей операции ничто не мешает продолжать обработку следующих деталей, однако это создает перед медленной операцией излишки разнородных заготовок и приводит к увеличению объема незавершенного производства.
Например, какая-либо деталь требует наклейки кромочного материала только с двух продольных сторон, но при этом она имеет очень большое количество отверстий на операции присадки. Поэтому деталь, вышедшая с кромкооблицовочного станка, вынуждена ждать, пока освободится сверлильный станок. Если же кромкооблицовочный станок будет продолжать работать, то вскоре перед участком присадки возникнут горы заготовок.
Возможна и обратная ситуация – кромки облицовываются со всех четырех сторон детали, причем материалом разной толщины со скруглением углов, а на присадке необходимо сделать только пару отверстий. В результате сверлильный станок освобождается раньше и простаивает в ожидании поступления следующих деталей.
Если для обработки очередной партии деталей необходима наладка оборудования, то время на эту процедуру также необходимо учесть при подсчете длительности цикла. На некоторых производствах время наладки может длиться часы и даже сутки. Для мебельщиков это обычно несколько минут, а если применяется оборудование с ЧПУ, то время переналадки может быть практически сведено к нулю.
И, наконец, существуют перерывы между сменами, на уборку, на обед, перекуры, ночная пауза. Так как в мебельной промышленности производственный цикл обычно длится несколько дней, то такие перерывы будут также влиять на его длительность.
Длительность цикла для разных процессов — разная. Как правило, для производства корпусов требуется от 1 до 5 дней (в зависимости от партионности), для сложных изделий с разнообразием технологий и материалов (покраска, сушка, облицовывание шпоном, работа с массивом) может потребоваться 2-3 недели.
Мы описали выше простейший последовательный процесс. Однако, если мы обратимся к реальному опыту мебельных производств , то мы увидим, что готовое изделие состоит не только из корпуса, но и из фасадов, изделий из стекла, металла, декора. Данные детали изготавливаются на других участках и эти процессы могут выполняться параллельно во времени. Общее время производства в данном случае определяете наиболее длительным циклом. Как правило, это время изготовления крашенных фасадов или деталей из массива древесины.
В случае, если мы используем принцип производства “точно в срок” (Just In Time, JIT) – важно получить все детали из параллельного процесса к моменту упаковки, поэтому сложные фасады начинают изготавливать задолго до того, как в цех направляют заявку на выпуск простых в изготовлении корпусов.
Вернемся к нашему последовательному процессу изготовления корпусов. Если дизайн продукции предусматривает панели с криволинейной кромкой, то процесс усложняется. Раскрой детали проходят все вместе, но далее часть из деталей поступает на обрабатывающие центры с ЧПУ, где формируются фигурные детали, которые передаются на кромкооблицовочные станки для “криволинейки”. Также может применяться операция нестинга, когда непрямоугольные детали вырезаются непосредственно из полноформатных плит. При этом, для повышения полезного выхода к картам раскроя иногда добавляют часть прямоугольных деталей, которые потом возвращаются в поток для облицовывания прямых кромок.
Таким образом, часть операций в таком потоке выполняется последовательно, а часть – параллельно. Такой процесс называется параллельно-последовательным (иногда наоборот – последовательно-параллельным). Рассчитать время цикла для данного случая сложнее – приходится учитывать одновременную обработку и простое суммирование здесь уже не проходит. Удобнее всего расчет осуществлять на основе анализа циклограмм процессов. В более сложных случаях – строится сетевая модель процесса.
Вернемся к циклограмме на рисунке 2. Очевидно, что на выходе производственного процесса каждые 10 минут мы получаем готовую деталь или изделие. Это время, называется тактом выпуска. Это интервал между изготовлением данной и следующей детали (комплекта, пакета, изделия). В приведенном примере такт совпадает с длительностью каждой из 5 операций.
Если операции отличаются по времени, то такт определяется наиболее медленной из них. На рисунке 3 – такт диктует операция 2. То есть, не смотря на то, что все операции кроме второй длятся 10 минут, готовые изделия мы сможем получать только через каждые 20 минут.
Величина обратная такту выпуска называется ритмом. Это количество деталей, выпускаемых в единицу времени.
Говоря от такте и ритме необходимо всегда понимать о каких единицах мы говорим – отдельных деталях, партиях, комплектах для одного изделия, комплектах для одного заказа.
Тактом также может называться интервал времени между выпуском сменных (дневных) заданий. Если проанализировать продвижение сменного задания по участкам, то как правило можно увидеть, что этот объем деталей перемещается неравномерно, растягиваясь в пространстве и иногда перемешиваясь с деталями из других заявок. Очень важно добиться такого четкого ритма производства, чтобы в каждый день недели было понятно, в какой зоне цеха должны находиться детали, запущенные в производство в определенный день.
Таким образом, на вопрос быстро ли работает производство мы не можем дать однозначного ответа. На выходе мы можем иметь очень короткий такт – условно говоря, каждый шкаф может покидать фабрику ежеминутно. Но при этом в производстве этот же самый шкаф может «зависать» до нескольких недель. А может быть короткий цикл, то есть то, что мы напилили утром – вечером уже отгружено в виде готовой продукции. Однако количество продукции, выпускаемой за день, может оказаться незначительным.
Строгие определения такта, ритма и цикла можно посмотреть в ГОСТ 3.1109 82. Однако, важно не слово в слово помнить определение того или иного термина, а понимать его смысл и роль в оценке технологического процесса.