Определение типа производства и основные показатели

Единичное производство

Серийное производство

Массовое производство

Характеристика типов производства

Заключение

Список использованных источников

Определение типа производства и основные показатели

Под типом производства понимается совокупность признаков, определяющих организационно-техническую характеристику производственного процесса, осуществляемого на одном или многих рабочих местах, в масштабе участка, цеха, предприятия. Тип производства во многом предопределяет формы специализации и методы организации производственных процессов.

В основу классификации типов производства положены следующие факторы: широта номенклатуры, объем выпуска, степень постоянства номенклатуры, характер загрузки рабочих мест и их специализация.

Номенклатура продукции представляет собой количество наименований изделий, закрепленных за производственной системой, и характеризует ее специализацию. Чем шире номенклатура, тем менее специализирована система, и, наоборот, чем она уже, тем выше степень специализации.

Объем выпуска изделий - это количество изделий определенного вида, изготавливаемых производственной системой в течение определенного периода. Объем выпуска и трудоемкость изделия каждого вида оказывают решающее влияние на характер специализации этой системы.

Степень постоянства номенклатуры - это повторяемость изготовления изделия данного вида в последовательные периоды. Если в один плановый период изделие данного вида выпускается, а в другие периоды не выпускается, то фактор постоянства отсутствует. Регулярное повторение выпуска изделий данного вида является одной из предпосылок обеспечения ритмичности производства. В свою: очередь, регулярность зависит от объема выпуска изделий, поскольку большой: объем выпуска может быть равномерно распределен на последовательные плановые периоды.

Характер загрузки рабочих мест означает закрепление за рабочими местами определенных операций технологического процесса. Если за рабочим местом закреплено минимальное количество операций, то это узкая специализация, а если за рабочим местом закреплено много операций (если станок универсальный), то это означает широкую специализацию.

Основным показателем, характеризующим тип производства, является коэффициент закрепления операций K з . Коэффициент закрепления операций для группы рабочих мест определяется как отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению и течение месяца, к числу рабочих мест:

(1)

где К оп - число операций, выполняемых на i-м рабочем месте;

n - количество рабочих мест на участке или в цехе.

Различают три типа производства: единичное, серийное, массовое.

Рисунок 2 – Классификация типов производства

Другими основными показателями для определения типа производства являются коэффициенты специализации рабочих мест (К сп), серийности (К сер) и массовости (К м).

Коэффициент специализации рабочих мест

К сп =m д.о. /С пр, (3)

где m д.о. – количество деталеопераций по технологическому процессу, выполняемому в данном подразделении (на участке, в цехе);

С пр – число рабочих мест (оборудования) в данном подразделении.

Коэффициент серийности рассчитывается по формуле:

К сер =r/t шт, (4)

где r – такт выпуска изделий, мин/шт.;

t шт – среднее штучное время по операциям технологического процесса, мин.

Входящие в формулу (4) показатели определяются по формулам:

r= F эф /N з; (5)

t шт =St шт i /m (6)

где F эф - эффективный фонд времени рабочего места;

N з – объем запуска деталей за единицу времени;

t шт i - штучное время на i-ой операции технологического процесса, мин;

m – число операций.

Коэффициент массовости определяется по формуле

К м =St шт i /mr(7)

Единичное производство

Х арактеризуется изготовлением штучных, как правило, уникальных, изделий разнообразного вида и назначения, широкого ассортимента и малым объемом выпуска одинаковых изделий. Образцы или не повторяются, или повторяются нерегулярно. Рабочие места не имеют глубокой специализации. Невозможно постоянное закрепление операций за отдельными рабочими местами, и коэффициент специализации больше 40 деталеопераций на одно рабочее место. Специализация таких рабочих мест обусловлена только их технологической характеристикой и размерами обрабатываемых изделий. При этом производстве применяют универсальное оборудование, и в основном последовательный вид движения партии деталей по операциям технологического процесса. Заводы имеют сложную производственную структуру, а цехи специализированны по технологическому принципу. Единичное производство характеризуется наличием значительного незавершенного производства, отсутствием закрепления операций за рабочими местами, применением уникального оборудования, частой переналадкой оборудования, высокой квалификацией рабочих, значительным удельным весом ручных операций, общей высокой трудоемкостью изделий и длительным циклом их изготовления, высокой себестоимостью выпускаемой продукции. Разнообразная номенклатура делает единичное производство более мобильным и приспособленным к условиям колебания спроса на готовую продукцию. Этот тип организации характерен для опытных производств, изготавливающих опытные образцы продукции. Такое производство оправдывает себя экономически только при изготовлении уникальных, сложных в техническом отношении изделий, агрегатов большой единичной мощности, которые требуют в ограниченном количестве (например, турбогенераторы).

Таким образом, мы можем выделить следующие особенности единичного производства:

Непостоянный характер производственного процесса;

Широкая и непостоянная номенклатура выпускаемых изделий;

Рассредоточение производства по специализированным подразделениям предприятия;

Изготовление продукции на основе индивидуальных (на каждое изделие) заказов;

Использование в процессе производства работников высокой квалификации; повышенная длительность производственного цикла;

Контроль качества каждого готового изделия.

К единичному производству относится выпуск крупнейших машин, уникальных приборов, оборудования, мощных гидравлических турбин и генераторов, прокатных станов, шагающих экскаваторов, атомных реакторов и других изделий, а также нестандартной продукции по индивидуальным заказам.

Серийное производство

Характеризуется выпуском партиями однородной продукции в течение установленного периода времени. Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченного ассортимента продукции. Партии (серии) изделий повторяются через определенные промежутки времени. В зависимости от размера серии различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производства.

В серийном производстве удается специализировать отдельные рабочие места для выполнения подобных технологических операций. Уровень себестоимости продукции снижается за счет специализации рабочих мест, широкого применения труда рабочих средней квалификации, эффективного использования оборудования и производственных площадей, уменьшения, по сравнению с единичным производством, расходов на заработную плату.

Продукцией серийного производства является стандартная продукция, например машины установившегося типа, выпускаемые обычно в более значительных количествах (металлорежущие станки, насосы, компрессоры, оборудование химической и пищевой промышленности).

Отличительные чертами серийного производства являются:

Производство сериями относительно ограниченной номенклатуры повторяющейся продукции;

Относительно непродолжительная длительность производственного цикла;

Типизация технологического процесса;

Наличие специализированного оборудования и рабочих мест;

Использование в процессе производства рабочих средней квалификации;

Механизация контроля качества продукции.

Мелкосерийное производство тяготеет к единичному: изделия выпускаются малыми сериями широкой номенклатуры, их повторяемость в программе предприятия либо отсутствует, либо нерегулярна, а размеры серий колеблются; предприятие постоянно осваивает новые изделия и прекращает выпуск ранее освоенных. За рабочими местами закреплена широкая номенклатура операций. Оборудование, виды движений, формы специализации и производственная структура практически те же, что и при единичном производстве.

Среднесерийное производство характерно тем, что изделия выпускаются довольно крупными сериями ограниченной номенклатуры; серии повторяются с известной регулярностью. За рабочими местами закреплена более узкая номенклатура операций. Оборудование универсальное и специальное, вид движения предметов труда - параллельно-последовательный. Заводы имеют развитую производственную структуру, заготовительные цехи специализируются по технологическому принципу, а в механосборочных цехах создаются предметно-замкнутые участки.

Крупносерийное производство характерно изготовлением продукции крупными сериями весьма узкой номенклатуры. При этом важнейшие виды продукции могут выпускаться непрерывно. Рабочие места специализированы, оборудование обычно специальное, виды движений предметов труда- параллельно-последовательный и параллельный. Заводы имеют простую производственную структуру, обрабатывающие и сборочные цехи специализированы по предметному принципу, а заготовительные - по технологическому.

Тип производства определяется комплексной характеристикой технических, организационных и экономических особенностей производства, обусловленных широтой номенклатуры, регулярностью, стабильностью и объемом выпуска продукции. Основным показателем, характеризующим тип производства , является коэффициент закрепления операций Кз. Коэффициент закрепления операций для группы рабочих мест определяется как отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест:

где Копi - число операций, выполняемых на i-м рабочем месте;

Кр.м - количество рабочих мест на участке или в цехе.

Различают три типа производства: единичное, серийное, массовое.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматриваются. Коэффициент закрепления операций для единичного производства обычно выше 40.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство.

Для мелкосерийного производства коэффициент закрепления операций от 21 до 40 (включительно), для среднесерийного производства - от 11 до 20 (включительно), для крупносерийного производства - от 1 до 10 (включительно).

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Коэффициент закрепления операций для массового производства принимается равным 1.

Рассмотрим технико-экономические характеристики каждого из типов производства .

Единичное и близкое к нему мелкосерийное производства характеризуются изготовлением деталей большой номенклатуры на рабочих местах, не имеющих определенной специализации. Это производство должно быть достаточно гибким и приспособленным к выполнению различных производственных заказов.

Технологические процессы в условиях единичного производства разрабатываются укрупненно в виде маршрутных карт на обработку деталей по каждому заказу; участки оснащаются универсальным оборудованием и оснасткой, обеспечивающей изготовление деталей широкой номенклатуры. Большое разнообразие работ, которые приходится выполнять многим рабочим, требует от них различных профессиональных навыков, поэтому на операциях используются рабочие-универсалы высокой квалификации. На многих участках, особенно в опытном производстве, практикуется совмещение профессий.

Организация производства в условиях единичного производства имеет свои особенности. Ввиду разнообразия деталей, порядка и способов их обработки производственные участки строятся по технологическому принципу с расстановкой оборудования по однородным группам. При такой организации производства детали в процессе изготовления проходят через различные участки. Поэтому при передаче их на каждую последующую операцию (участок) необходимо тщательно проработать вопросы контроля качества обработки , транспортирования, определения рабочих мест для выполнения следующей операции. Особенности оперативного планирования и управления заключаются в своевременных комплектации и выполнении заказов, контроле за продвижением каждой детали по операциям, обеспечении планомерной загрузки участков и рабочих мест. Большие сложности возникают в организации материально-технического снабжения. Широкая номенклатура изготовляемой продукции, применение укрупненных норм расхода материалов создают трудности в бесперебойном снабжении, из-за чего на предприятиях накапливаются большие запасы материалов, а это ведет, в свою очередь, к омертвлению оборотных средств.

Особенности организации единичного производства сказываются на экономических показателях. Для предприятий с преобладанием единичного типа производства характерны относительно высокая трудоемкость изделий и большой объем незавершенного производства вследствие длительного пролеживания деталей между операциями. Структура себестоимости изделий отличается высокой долей затрат на заработную плату. Эта доля, как правило, составляет 20-25 %.

Основные возможности улучшения технико-экономических показателей единичного производства связаны с приближением его по технико-организационному уровню к серийному. Применение серийных методов производства возможно при сужении номенклатуры изготовляемых деталей общемашиностроительного применения, унификации деталей и узлов, что позволяет перейти к организации предметных участков; расширении конструктивной преемственности для увеличения партий запуска деталей; группировании близких по конструкции и порядку изготовления деталей для сокращения времени на подготовку производства и улучшения использования оборудования.

Серийное производство характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей партиями, повторяющимися через определенные промежутки времени. Это позволяет использовать наряду с универсальным специальное оборудование. При проектировании технологических процессов предусматривают порядок выполнения и оснастку каждой операции.

Для организации серийного производства характерны следующие черты. Цехи, как правило, имеют в своем составе предметнозамкнутые участки, оборудование на которых расставляется по ходу типового технологического процесса. В результате возникают сравнительно простые связи между рабочими местами и создаются предпосылки для организации прямоточного перемещения деталей в процессе их изготовления.

Предметная специализация участков делает целесообразной обработку партии деталей параллельно на нескольких станках, выполняющих следующие друг за другом операции. Как только на предыдущей операции заканчивается обработка нескольких первых деталей, они передаются на следующую операцию до окончания обработки всей партии. Таким образом, в условиях серийного производства становится возможной параллельно-последовательная организация производственного процесса. Это его отличительная особенность.

Применение той или иной формы организации в условиях серийного производства зависит от трудоемкости и объема выпуска закрепленных за участком изделий. Так, крупные, трудоемкие детали, изготовляемые в большом количестве и имеющие сходный технологический процесс, закрепляют за одним участком с организацией на нем переменно-поточного производства. Детали средних размеров, многооперационные и менее трудоемкие объединяют в партии. Если запуск их в производство регулярно повторяется, организуются участки групповой обработки. Мелкие, малотрудоемкие детали, например нормализованные шпильки, болты, закрепляют за одним специализированным участком. В этом случае возможна организация прямоточного производства.

Для предприятий серийного производства характерны значительно меньшие, чем в единичном, трудоемкость и себестоимость изготовления изделий. В серийном производстве, по сравнению с единичным, изделия обрабатываются с меньшими перерывами, что снижает объемы незавершенного производства.

С точки зрения организации основным резервом роста производительности труда в серийном производстве является внедрение методов поточного производства.

Массовое производство отличается наибольшей специализацией и характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры деталей в больших количествах. Цехи массового производства оснащаются наиболее совершенным оборудованием, позволяющим почти полностью автоматизировать изготовление деталей. Большое распространение получили здесь автоматические поточные линии.

Технологические процессы механической обработки разрабатываются более тщательно, по переходам. За каждым станком закрепляется относительно небольшое количество операций, что обеспечивает наиболее полную загрузку рабочих мест. Оборудование располагается цепочкой по ходу технологического процесса отдельных деталей. Рабочие специализируются на выполнении одной двух операций. Детали с операции на операцию передаются поштучно. В условиях массового производства возрастает значение организации межоперационной транспортировки, технического обслуживания рабочих мест. Постоянный контроль за состоянием режущего инструмента, приспособлений, оборудования - одно из условий обеспечения непрерывности процесса производства, без которого неизбежно нарушается ритмичность работы на участках и в цехах. Необходимость поддержания заданного ритма во всех звеньях производства становится отличительной особенностью организации процессов при массовом производстве.

Массовое производство обеспечивает наиболее полное использование оборудования, высокий общий уровень производительности труда, самую низкую себестоимость изготовления продукции. В табл. 4.1 представлены данные по сравнительной характеристике различных типов производства.

Таблица 4.1Сравнительная характеристика различных типов производства

Формы организации производства . Форма организации производства представляет собой определенное сочетание во времени и в пространстве элементов производственного процесса при соответствующем уровне его интеграции, выраженное системой устойчивых связей.

Различные временные и пространственные структурные построения образуют совокупность основных форм организации производства. Временная структура организации производства определяется составом элементов производственного процесса и порядком их взаимодействия во времени. По виду временной структуры различают формы организации с последовательной, параллельной и параллельно-последовательной передачей предметов труда в производстве.

Форма организации производства с последовательной передачей предметов труда представляет собой такое сочетание элементов производственного процесса, при котором обеспечивается движение обрабатываемых изделий по всем производственным участкам партиями произвольной величины. Предметы труда на каждую последующую операцию передаются лишь после окончания обработки всей партии на предшествующей операции. Данная форма является наиболее гибкой по отношению к изменениям, возникающим в производственной программе, позволяет достаточно полно использовать оборудование, что дает возможность снизить затраты на его приобретение. Недостаток такой формы организации производства заключается в относительно большой длительности производственного цикла, так как каждая деталь перед выполнением последующей операции пролеживает в ожидании обработки всей партии.

Форма организации производства с параллельной передачей предметов труда основана на таком сочетании элементов производственного процесса, которое позволяет запускать, обрабатывать и передавать предметы труда с операции на операцию поштучно и без ожидания. Такая организация производственного процесса приводит к уменьшению количества деталей, находящихся в обработке, сокращению потребностей в площадях, необходимых для складирования и проходов. Ее недостаток - в возможных простоях оборудования (рабочих мест) вследствие различий в длительности операций.

Форма организации производства с параллельно-последовательной передачей предметов труда является промежуточной между последовательной и параллельной формами и частично устраняет присущие им недостатки. Изделия с операции на операцию передаются транспортными партиями. При этом обеспечивается непрерывность использования оборудования и рабочей силы, возможно частично параллельное прохождение партии деталей по операциям технологического процесса.

Пространственная структура организации производства определяется количеством технологического оборудования, сосредоточенного на рабочей площадке (числом рабочих мест), и расположением его относительно направления движения предметов труда в окружающем пространстве. В зависимости от количества технологического оборудования (рабочих мест) различают однозвенную производственную систему и соответствующую ей структуру обособленного рабочего места и многозвенную систему с цеховой, линейной или ячеистой структурой. Возможные варианты пространственной структуры организации производства представлены на рис. 4.1. Цеховая структура характеризуется созданием участков, на которых оборудование (рабочие места) расположено параллельно потоку заготовок, что предполагает их специализацию по признаку технологической однородности. В этом случае партия деталей, поступающая на участок, направляется на одно из свободных рабочих мест, где проходит необходимый цикл обработки, после чего передается на другой участок (в цех).

На участке с линейной пространственной структурой оборудование (рабочие места) располагается по ходу технологического процесса и партия деталей, обрабатываемая на участке, передается с одного рабочего места на другое последовательно.

Ячеистая структура организации производства объединяет признаки линейной и цеховой. Комбинация пространственной и временной структур производственного процесса при определенном уровне интеграции частичных процессов обусловливает различные формы организации производства: технологическую, предметную, прямоточную, точечную, интегрированную (рис.4.2). Рассмотрим характерные черты каждой из них.

Технологическая форма организации производственного процесса характеризуется цеховой структурой с последовательной передачей предметов труда. Такая форма организации широко распространена на машиностроительных заводах, поскольку обеспечивает максимальную загрузку оборудования в условиях мелкосерийного производства и приспособлена к частым изменениям в технологическом процессе. В то же время применение технологической формы организации производственного процесса имеет ряд отрицательных последствий. Большое количество деталей и их многократное перемещение в процессе обработки приводят к росту объема незавершенного производства и увеличению числа пунктов промежуточного складирования. Значительную часть производственного цикла составляют потери времени, обусловленные сложной межучастковой связью.

Рис. 4.1. Варианты пространственной структуры производственного процесса

Предметная форма организации производства имеет ячеистую структуру с параллельно-последовательной (последовательной) передачей предметов труда в производстве. На предметном участке устанавливается, как правило, все оборудование, необходимое для обработки группы деталей с начала и до конца технологического процесса. Если технологический цикл обработки замыкается в пределах участка, он называется предметно-замкнутым.

Предметное построение участков обеспечивает прямоточность и уменьшает длительность производственного цикла изготовления деталей. В сравнении с технологической формой предметная позволяет снизить общие расходы на транспортировку деталей, потребность в производственных площадях на единицу продукции. Вместе с тем данная форма организации производства имеет и недостатки. Главный из них в том, что при определении состава оборудования, устанавливаемого на участке, на первый план выдвигается необходимость проведения определенных видов обработки деталей, что не всегда обеспечивает полную загрузку оборудования.

Кроме того, расширение номенклатуры выпускаемой продукции, ее обновление требуют периодической перепланировки производственных участков, изменения структуры парка оборудования. Прямоточная форма организации производства характеризуется линейной структурой с поштучной передачей предметов труда. Такая форма обеспечивает реализацию ряда принципов организации: специализации, прямоточности, непрерывности, параллельности. Ее применение приводит к сокращению длительности производственного цикла, более эффективному использованию рабочей силы за счет большей специализации труда, уменьшению объема незавершенного производства.

Рис. 4.2. Формы организации производства

При точечной форме организации производства работа полностью выполняется на одном рабочем месте. Изделие изготовляется там, где находится его основная часть. Примером служит сборка изделия с перемещением рабочего вокруг него. Организация точечного производства имеет ряд достоинств: обеспечивается возможность частых изменений конструкции изделий и последовательности обработки, изготовления изделий разнообразной номенклатуры в количестве, определяемом потребностями производства; снижаются затраты, связанные с изменением расположения оборудования, повышается гибкость производства.

Интегрированная форма организации производства предполагает объединение основных и вспомогательных операций в единый интегрированный производственный процесс с ячеистой или линейной структурой при последовательной, параллельной или параллельно-последовательной передаче предметов труда в производстве. В отличие от существующей практики раздельного проектирования процессов складирования, транспортировки, управления, обработки на участках с интегрированной формой организации требуется увязать эти частичные процессы в единый производственный процесс. Это достигается путем объединения всех рабочих мест с помощью автоматического транспортно-складского комплекса, который представляет собой совокупность взаимосвязанных, автоматических и складских устройств, средств вычислительной техники, предназначенных для организации хранения и перемещения предметов труда между отдельными рабочими местами.

Управление ходом производственного процесса здесь осуществляется с помощью ЭВМ, что обеспечивает функционирование всех элементов производственного процесса на участке по следующей схеме: поиск необходимой заготовки на складе - транспортировка заготовки к станку - обработка - возвращение детали на склад. Для компенсации отклонений во времени при транспортировке и обработке деталей на отдельных рабочих местах создаются буферные склады межоперационного и страхового заделов. Создание интегрированных производственных участков связано с относительно высокими единовременными затратами, вызванными интеграцией и автоматизацией производственного процесса.

Экономический эффект при переходе к интегрированной форме организации производства достигается за счет сокращения длительности производственного цикла изготовления деталей, увеличения времени загрузки станков, улучшения регулирования и контроля процессов производства. На рис. 4.3 изображены схемы расположения оборудования на участках с различной формой организации производства.

Рис. 4.3. Схемы расположения оборудования (рабочих мест) на участках с различной формой организации производства: а) технологическая; б) предметная; в) прямоточная: г) точечная (для случая сборки); д) интегрированная

В зависимости от способности к переналадке на выпуск новых изделий перечисленные выше формы организации производства условно можно разделить на гибкие (переналаживаемые) и жесткие (непереналаживаемые). Жесткие формы организации производства предполагают обработку деталей одного наименования.

Изменение в номенклатуре выпускаемой продукции и переход на выпуск конструктивно новой серии изделий требуют перепланировки участка, замены оборудования и оснастки. К числу жестких относится поточная форма организации производственного процесса.

Гибкие формы позволяют обеспечить переход на выпуск новых изделий без изменения состава компонентов производственного процесса при незначительных затратах времени и труда.

Наибольшее распространение на машиностроительных предприятиях в настоящее время получили такие формы организации производства, как гибкое точечное производство, гибкие предметная и поточная формы.

Гибкое точечное производство предполагает пространственную структуру обособленного рабочего места без дальнейшей передачи предметов труда в процессе производства. Деталь полностью обрабатывается на одной позиции. Приспособленность к выпуску новых изделий осуществляется за счет изменения рабочего состояния системы. Гибкая предметная форма организации производства характеризуется возможностью автоматической обработки деталей в пределах определенной номенклатуры без прерывания на переналадку. Переход к выпуску новых изделий осуществляется путем переналаживания технических средств, перепрограммирования системы управления. Гибкая предметная форма охватывает область последовательной и параллельно-последовательной передачи предметов труда в сочетании с комбинированной пространственной структурой.

Гибкая прямолинейная форма организации производства характеризуется быстрой переналадкой на обработку новых деталей в пределах заданной номенклатуры путем замены инструментальной оснастки и приспособлений, перепрограммирования системы управления. Она основана на рядном расположении оборудования, строго соответствующем технологическому процессу с поштучной передачей предметов труда.

Развитие форм организации производства в современных условиях Под влиянием научно-технического прогресса в технике и технологии машиностроения происходят существенные изменения, обусловленные механизацией и автоматизацией производственных процессов. Это создает объективные предпосылки развития новых форм организации производства. Одной из таких форм, получившей применение при внедрении средств гибкой автоматизации в производственный процесс, является блочно-модульная форма.

Создание производств с блочно-модульной формой организации производства осуществляется путем концентрации на участке всего комплекса технологического оборудования, необходимого для непрерывного производства ограниченной номенклатуры изделий, и объединения группы рабочих на выпуске конечной продукции с передачей им части функций по планированию и управлению производством на участке. Экономической основой создания таких производств являются коллективные формы организации труда. Работа в этом случае строится на принципах самоуправления и коллективной ответственности за результаты труда. Основными требованиями, предъявляемыми к организации процесса производства и труда в этом случае, являются: создание автономной системы технического и инструментального обслуживания производства; достижение непрерывности процесса производства на основе расчета рациональной потребности в ресурсах с указанием интервалов и сроков поставок; обеспечение сопряженности по мощности механообрабатывающих и сборочных подразделений; учет установленных норм управляемости при определении количества работающих; подбор группы работающих с учетом полной взаимозаменяемости. Реализация указанных требований возможна только при комплексном решении вопросов организации труда, производства и управления. Переход к блочно-модульной форме организации производства проводится в несколько этапов. На этапе предпроектного обследования принимается решение о целесообразности создания таких подразделений в данных производственных условиях. Проводится анализ конструктивно-технологической однородности продукции и дается оценка возможности комплектации "семейств" деталей для обработки в рамках производственной ячейки. Затем определяется возможность концентрации всего комплекса технологических операций по выпуску группы деталей на одном участке; устанавливается число рабочих мест, приспособленных для внедрения групповой обработки деталей; определяются состав и содержание основных требований к организации процесса производства и труда, исходя из намеченного уровня автоматизации.

На стадии структурного проектирования определяются состав и взаимосвязи основных компонентов производственного процесса.

На стадии организационно-экономического проектирования объединяются технические и организационные решения, намечаются пути реализации принципов коллективного подряда и самоуправления в автономных бригадах. Вторым направлением развития форм организации производства является переход на сборку сложных агрегатов стендовым методом, отказ от конвейерной сборки за счет организации мини-потока. Впервые мини-поток был внедрен шведской автомобильной фирмой "Вольво".

Производство здесь организовано следующим образом. Весь процесс сборки разделен на несколько крупных этапов. На каждом этапе действуют рабочие группы по 15-25 сборщиков. Бригада располагается вдоль внешних стен четырех- или пятиугольника, внутри которого расположены кассы с необходимыми на данном этапе сборки деталями. Машины собираются на самодвижущихся платформах, передвигаясь по укрупненным операциям в пределах заданного этапа. Каждый рабочий полностью завершает свою операцию. Принцип потока при такой системе сборки полностью сохраняется, так как общее число одинаковых параллельно работающих стендов такое, что выдерживается средний заданный такт потока. За движением платформ с собираемыми машинами с одного этапа сборки на другой следит диспетчерская служба с помощью четырех ЭВМ.

Другим решением организации поточного производства является сохранение конвейерной системы с включением в нее и подготовительных операций. В таком случае сборщики по собственному усмотрению работают то на основных, то на подготовительных операциях. Указанные подходы в развитии поточной формы организации производства не только обеспечивают рост производительности труда и повышение качества, но и дают сборщикам чувство удовлетворения от работы, исключают монотонность труда.

Методы организации производства . Методы организации производства представляют собой совокупность способов, приемов и правил рационального сочетания основных элементов производственного процесса в пространстве и во времени на стадиях функционирования, проектирования и совершенствования организации производства.

Метод организации индивидуального производства используется в условиях единичного выпуска продукции или ее производства малыми сериями и предполагает: отсутствие специализации на рабочих местах; применение широкоуниверсального оборудования, расположение его группами по функциональному назначению; последовательное перемещение деталей с операции на операцию партиями. Условия обслуживания рабочих мест отличаются тем, что рабочие почти постоянно пользуются одним набором инструментов и небольшим количеством универсальных приспособлений, требуется лишь периодическая замена затупившегося или изношенного инструмента. В противоположность этому подвозка деталей к рабочим местам и оправка деталей при выдаче новой и приемке законченной работы происходят несколько раз в течение смены. Поэтому возникает необходимость в гибкой организации транспортного обслуживания рабочих мест.

Рассмотрим основные стадии организации индивидуального производства .

Определение типов и количества станков, необходимых для выполнения заданной производственной программы. При организации индивидуального производства точно установить номенклатуру выпускаемой продукции трудно, поэтому допустимы приближенные расчеты потребного количества станков. В основу расчета закладываются следующие показатели: съем продукции с единицы оборудования q; число станко-часов, необходимое для обработки комплекта деталей на одно изделие h. Точность укрупненных расчетов зависит от того, насколько верно определены значения указанных показателей. Расчетное количество станков Sр определяется по формуле

где Sp j - расчетное количество станков по j-й группе оборудования;

Q - годовой объем выпуска продукции, шт.; Kсм j - коэффициент сменности работы по j-й группе оборудования; Fэ j - эффективный фонд рабочего времени одного станка j-й группы.

где tp - нормативные затраты времени на ремонт данного оборудования, % к номинальному фонду; tп - нормативные затраты времени на наладку, переналадку, передислокацию этого оборудования, % к номинальному фонду.

Номинальный фонд времени работы станка зависит от числа календарных дней Д к и нерабочих дней в году Д н, принятого режима сменности работы в сутки и определяется по формуле

где Тчс - среднее число часов работы станка в сутки по принятому режиму сменности.

Принятое количество станков по каждой группе оборудования устанавливается путем округления полученного значения до целого так, чтобы общее количество станков не выходило за пределы принятого их числа.

Коэффициент загрузки оборудования определяется отношением расчетного количества станков к принятому.

Согласование пропускной способности отдельных участков по мощности. Производственная мощность участка, оснащенного однотипным оборудованием, определяется следующим образом:

где Sпр - принятое количество оборудования; Кн.см - нормативный коэффициент сменности работы оборудования; К - коэффициент выполнения норм, достигнутый в базисном году по участку (цеху); Стр - плановое задание по снижению трудоемкости, нормо-ч.

Нормативный коэффициент сменности работы оборудования определяется исходя из загрузки установленного оборудования, как правило, при двухсменном режиме работы с учетом нормативного коэффициента, учитывающего время пребывания станков в ремонте.

Сопряженность отдельных участков по мощности определяется по формуле

где Км - коэффициент сопряженности участков по мощности; Му1, Му2 - мощности сравниваемых участков (продукция 1-го участка используется для изготовления единицы продукции 2-го участка); У1 - удельный расход продукции 1-го подразделения.

Организация рабочего места. Особенности организации и обслуживания рабочих мест заключаются в следующем: наладка станка перед началом работы, а также установка инструмента на рабочих местах осуществляется самими рабочими, при этом рабочие места должны быть оснащены всем необходимым для обеспечения непрерывной работы; транспортировка деталей должна осуществляться без задержек, на рабочих местах не должно быть излишнего запаса заготовок.

Разработка планировки участков. Для индивидуального производства характерна планировка участков по видам работ. В этом случае создаются участки однородных станков: токарные, фрезерные и др. Последовательность расположения участков на площади цеха определяется маршрутом обработки большинства типов деталей. Планировка должна обеспечивать перемещение деталей на малые расстояния и только в направлении, которое ведет к завершению изготовления изделия.

Метод организации поточного производства используется при изготовлении изделий одного наименования или конструктивного ряда и предполагает совокупность следующих специальных приемов организационного построения производственного процесса: расположение рабочих мест по ходу технологического процесса; специализацию каждого рабочего места на выполнении одной из операций; передачу предметов труда с операции на операцию поштучно или мелкими партиями сразу же после окончания обработки; ритмичность выпуска, синхронность операций; детальную проработку организации технического обслуживания рабочих мест.

Поточный метод организации можно применять при соблюдении следующих условий:

Объем выпуска продукции достаточно большой и не изменяется в течение длительного периода времени;

Конструкция изделия технологична, отдельные узлы и детали транспортабельны, изделия можно делить на конструктивносборочные единицы, что особенно важно для организации потока на сборке;

Затраты времени по операциям могут быть установлены с достаточной точностью, синхронизированы и сведены к единой величине; обеспечивается непрерывная подача к рабочим местам материалов, деталей, сборочных узлов; возможна полная загрузка оборудования.

Организация поточного производства связана с проведением ряда расчетов и подготовительных работ. Исходным моментом при проектировании поточного производства является определение объема выпуска продукции и такта потока. Такт - это промежуток времени между запуском (или выпуском) двух смежных изделий на линии. Он определяется по формуле

где Fд - действительный фонд времени работы линии за определенный период (месяц, сутки, смену) с учетом потерь на ремонт оборудования и регламентированных перерывов, мин; N3 - программа запуска за тот же период времени, шт.

Величина, обратная такту, называется темпом работы линии. При организации поточного производства необходимо обеспечить такой темп, чтобы выполнить план по выпуску продукции.

Следующим этапом в организации поточного производства является определение потребности в оборудовании. Расчет количества оборудования осуществляется исходя из числа рабочих мест по операциям процесса:

где Сpi - расчетное число рабочих мест на одной операции процесса; ti - норма времени на операцию с учетом установки, транспортировки и снятия деталей, мин.

Принятое число рабочих мест Спрi определяется округлением расчетного количества до ближайшего целого числа. При этом учитывается, что на стадии проектирования допускается перегрузка в пределах 10-12% на каждое рабочее место.

Коэффициент загрузки рабочих мест Кз определяется по формуле

Для обеспечения полной загрузки оборудования и непрерывности производственного процесса при поточном производстве осуществляется синхронизация (выравнивание) операций во времени.

Способы синхронизации операций на металлорежущих станках

Рационализация метода обработки. Во многих случаях можно повысить производительность станка за счет: изменения режимов резания, направленного на уменьшение машинного времени; одновременной обработки нескольких деталей; устранения дополнительных затрат времени на вспомогательные перемещения рабочих органов станка и др.

Создание межоперационных заделов и использование малопроизводительного оборудования в дополнительную смену. Данный способ синхронизации связан с поиском дополнительных площадей и увеличением размера незавершенного производства. Величина межоперационного задела Zмо равняется разности выработки на смежных операциях за период времени Т, его максимальная величина может быть рассчитана по формуле

где Т - период работы на смежных операциях при неизменном числе работающих станков, мин; Ci, Ci +1 - число единиц оборудования, занятого на смежных операциях в течение периода T; ti, ti +1 - нормы времени на смежных операциях.

Переброска части обрабатываемых деталей на другие станки, не входящие в состав линии. Если на поточной линии возможно скопление деталей из-за превышения длительности такта, их целесообразно обрабатывать на другом станке за пределами данного участка. Этот станок следует расположить таким образом, чтобы он обслуживал не одну, а две или три поточные линии. Такая организация поточного производства целесообразна при условии, что станок достаточно производительный и время, затрачиваемое на его переналадку, невелико.

Способы синхронизации сборочных операций . Дифференциацияопераций . Если операционная норма времени больше и не кратна такту и процесс сборки легко поддается дифференциации, выравнивать время, затрачиваемое на каждую операцию, можно путем разбиения ее на более мелкие части (переходы).

Концентрация операций . Если операция по длительности меньше такта, мелкие операции или переходы, запроектированные в других операциях, группируются в одну.

Комбинирование операций . Если время выполнения двух смежных операций меньше такта работы сборочной линии, можно организовать передвижение рабочего вместе с собираемым им изделием, поручив ему выполнение нескольких операций. После того как достигнута синхронизация операций на поточной линии, составляется план-график ее работы, облегчающий контроль за использованием оборудования и рабочих. Правила построения плана-графика работы линии изложены в 12.6.

Одно из основных условий непрерывной и ритмичной работы поточных линий - организация межоперационного транспорта.

В поточном производстве транспортные средства не только используются для перемещения изделий, но и служат для регулирования такта работы и распределения предметов труда между параллельными рабочими местами на линии.

Применяемые в поточном производстве транспортные средства можно разделить на приводные и бесприводные непрерывного и прерывного действия.

Наиболее часто в условиях потока применяются разнообразные приводные транспортные средства-конвейеры.

Скорость ленты конвейера при непрерывном движении рассчитывается в соответствии с тактом поточной линии:

В случае прерывного движения скорость конвейера определяется по формуле

где lo - расстояние между центрами двух смежных рабочих мест (шаг конвейера), м; tтр - время транспортирования изделия с одной операций на другую, мин.

Выбор транспортных средств зависит от габаритных размеров, веса обрабатываемых деталей, типа и числа оборудования, величины такта и степени синхронизации операций.

Проектирование потока завершается разработкой рациональной планировки линии. При планировке необходимо соблюдать следующие требования: предусмотреть удобные подходы к рабочим местам для ремонта и обслуживания линии; обеспечить непрерывную транспортировку деталей к различным рабочим местам на линии; выделить площадки для накопления задела и подходы к ним; предусмотреть на линии рабочие места для выполнения контрольных операций.

Метод групповой организации производства применяется в случае ограниченной номенклатуры конструктивно и технологически однородных изделий, изготовляемых повторяющимися партиями. Суть метода состоит в сосредоточении на участке различных видов технологического оборудования для обработки группы деталей по унифицированному технологическому процессу.

Характерными признаками такой организации производства являются: подетальная специализация производственных подразделений; запуск деталей в производство партиями по специально разрабатываемым графикам; параллельно-последовательное прохождение партий деталей по операциям; выполнение на участках (в цехах) технологически завершенного комплекса работ.

Рассмотрим основные этапы организации группового производства. Конструктивно-технологическая классификация деталей. Несмотря на многообразие и различие конструкций, детали машин имеют много сходных конструктивных, размерных и технологических признаков. Пользуясь определенной системой, можно выявить эти общие признаки и объединить детали в определенные группы. Объединяющими качествами в группе могут быть общность применяемого оборудования и технологического процесса, однотипность оснастки.

Окончательное комплектование групп деталей, закрепленных за данным участком, осуществляется с учетом трудоемкости и объема их выпуска по показателю относительной трудоемкости Кд:

где Ni - объем выпуска i-й детали в плановом периоде, шт.; koi число операций по технологическому процессу обработки 1-й детали; tшт ij - штучное время обработки i-й детали по j-й операции, мин; Квj - средний коэффициент выполнения норм времени.

Указанный показатель рассчитывается по каждой детали анализируемой совокупности. Установление суммарных показателей для деталей последней ступени классификации обеспечивает синтез их в группы по принятому признаку.

Определение потребности в оборудовании. Необходимо оценить требуемое число единиц оборудования по каждой группе на годовую программу выпуска по формуле (4.1).

Принятое количество станков устанавливают путем округления полученного значения Spi до целого. При этом допускается 10%-ная перегрузка в расчете на один станок.

Рассчитывают средние коэффициенты загрузки оборудования по группам Кзj и участку в целом Кз.у:

где Sпрj - принятое число станков; h - число групп оборудования на участке.

Для обеспечения экономически целесообразной загрузки ее устанавливают с учетом внутриучастковой, а по уникальным и специальным станкам межучастковой кооперации - путем передачи некоторой части работ с недогруженных станков на станки смежных групп.

Определение числа производственных участков. В соответствии с количеством станков в цехе определяется число создаваемых в нем участков исходя из нормы управляемости для мастеров.

При реорганизации действующих цехов количество организуемых участков можно определить по формуле

где Ря - явочное число основных рабочих, чел.; См - режим сменности работы; Ну - норма управляемости для мастера, выражаемая числом обслуживаемых им рабочих мест; Ср - средний разряд работ на участке; Кз.о - среднее число операций, закрепленных за одним рабочим местом участка в течение месяца.

При проектировании новых цехов в связи с отсутствием данных о явочном числе основных рабочих количество участков определяется следующим образом:

Определение степени замкнутости производственных участков. На основе анализа конструктивно-технологической классификации и показателей Кд осуществляют отбор и закрепление деталей за участками. Эффективность группового производства определяется степенью замкнутости производственных участков.

Участок является замкнутым, если на нем выполняются все операции по обработке групп деталей (технологическая замкнутость) и станки не загружены выполнением работ по кооперации с других участков (производственная замкнутость).

Количественная оценка степени замкнутости определяется с помощью показателей:

где Кт.з - коэффициент технологической замкнутости; ТS - трудоемкость изготовления деталей, закрепленных за участком, ч; Твi - время обработки i-й детали за пределами участка, ч;

k - число деталей, цикл обработки которых не завершаетсяна данном участке; Кп.з - коэффициент производственной замкнутости; Tni - время обработки i-й детали, изготовляемой на участке по кооперации; m - количество деталей, переданных для обработки на данный участок по межучастковой кооперации.

Интегральный показатель степени замкнутости Кинт рассчитывается по формуле

При Кинт = 1 применение методов группового производства наиболее эффективно.

Разработка маршрутной карты производственного процесса. Маршрутная карта представляет собой графическое изображение последовательности всех операций, включая перемещение материалов и их ожидание.

Разработка планировки цеха (участка). Планировка цеха (участка) составляется с учетом общего направления движения материалов. Необходимые данные берут из маршрутной карты производственного процесса. Расстановка оборудования производится по существующим нормативам с максимальным соблюдением прямоточности.

Метод организации синхронизированного производства . Основные принципы организации синхронизированного производства разработаны в 60-е годы в японской компания "Toyota". Метод синхронизированного производства интегрирует ряд традиционных функций организации производственных процессов: оперативного планирования, контроля складских запасов, управления качеством продукции. Суть метода в отказе от производства продукции крупными партиями и создании непрерывно-поточного многопредметного производства, в котором на всех стадиях производственного цикла требуемый узел или деталь поставляется к месту последующей операции точно в необходимое время.

Поставленная цель реализуется путем создания групповых, многопредметных поточных линий и использования принципа вытягивания в управлении ходом производства. Основными правилами организации производственного процесса в этом случае являются:

Изготовление продукции мелкими партиями;

Формирование серий деталей и применение групповой технологии в целях сокращения времени наладки оборудования;

Преобразование кладовых материалов и полуфабрикатов в буферные склады;

Переход от цеховой структуры производства к предметноспециализированным подразделениям;

Передача функций управления непосредственно исполнителям.

Особое значение имеет использование принципа вытягивания в управлени

При традиционной системе деталь переходит с одного участка на другой (следующий по технологическому процессу) и далее на склад готовой продукции. Такой метод организации производства позволяет задействовать рабочих и оборудование независимо от того, есть ли спрос на данный вид изделий. Напротив, при системе "точно вовремя" план-график выпуска устанавливается только для сборочного участка. Ни одна деталь не изготавливается до того, как возникает потребность в ней на окончательной сборке. Таким образом, сборочный участок определяет количество и порядок запуска деталей в производство.

Управление ходом производственного процесса осуществляется по следующим принципам: объем, номенклатура и сроки выполнения задания определяются участком (рабочим местом) последующей ступени производства; ритм выпуска задается участком, замыкающим производственный процесс; возобновление цикла изготовления на участке начинается лишь в том случае, если получен соответствующий заказ; рабочий с учетом сроков сдачи деталей (сборочных единиц) заказывает такое количество заготовок (комплектующих), которое необходимо для выполнения полученного задания; доставка комплектующих (деталей, сборочных единиц) к рабочему месту осуществляется в сроки и в количествах, установленных в заявке; комплектующие, узлы и детали подаются к моменту сборки, отдельные детали - к моменту сборки узлов; необходимые заготовки - к началу изготовления деталей; за пределы участка передается только годная продукция.

Функции оперативного управления производственным процессом передаются непосредственным исполнителям. В качестве средства передачи информации о потребностях в деталях используется карта "канбан".

На рис. 4.4 показана схема организации синхронизированного производства. Движение контейнеров с деталями и карт "канбан" между участками обозначено на схеме стрелками и описано ниже.

Например, обеспечение участка шлифовки заготовками осуществляется в следующем порядке.

Как только заканчивается обработка очередной партии деталей на участке шлифовки, освободившийся контейнер с картой расхода поступает на промежуточный склад.

На складе сопровождающая контейнер карта расхода снимается, помещается в специальный ящик - коллектор, а контейнер с прикрепленной к нему производственной картой подается на участок сверления.

Производственная карта служит сигналом к началу производства. Она выполняет роль наряда, на основе которого изготавливаются детали в необходимом количестве.

Детали для каждого выполненного заказа загружают в пустой контейнер, к нему прикрепляется производственная карта, и полный контейнер отправляется к месту промежуточного хранения.

С промежуточного склада контейнер с заготовками и картой расхода, которая прикрепляется вместо производственной карты, поступает на участок шлифовки.

Эффективность действия системы с использованием карт "канбан" обеспечивается соблюдением следующих правил:

изготовление деталей начинается лишь в том случае, если получена производственная карта. Лучше допустить приостановку производства, чем изготавливать детали, в которых нет необходимости;

на каждый контейнер приходятся только одна транспортировочная и одна производственная карты, число контейнеров по каждому типу деталей определяется в результате расчетов.

Метод синхронизированного производства предполагает внедрение системы комплексного управления качеством, которая основывается на соблюдении определенных принципов, включающих: контроль производственного процесса; наглядность результатов измерения показателей качества; соблюдение требований к качеству; самостоятельное исправление брака; проверка 100% изделий; постоянное повышение качества.

Проверка качества в ходе производства в соответствии с указанными принципами ведется на всех этапах производственного процесса, на каждом рабочем месте.

Для обеспечения наглядности результатов измерения показателей качества создаются специальные стенды. Они поясняют рабочему, администрации, какие показатели качества проверяются, каковы текущие результаты проверки, какие мероприятия по повышению качества разрабатываются и находятся в процессе внедрения, кто получил премии за качество и т. д. В этом случае задача обеспечения качества стоит на первом месте, а выполнение плана производства - на втором.

Меняются роли отделов и других подразделений технического контроля, их полномочия, круг решаемых задач, методы. Ответственность за качество перераспределяется и становится всеобщей: каждая организационная единица в пределах своей компетенции отвечает за обеспечение качества. При этом главная ответственность ложится на самих изготовителей продукции.

Для ликвидации дефектов и обеспечения качества допускается приостановка производственного процесса. Так, на заводе "Кавасаки" в США сборочные линии снабжены красными и желтыми сигнальными лампами. При возникновении трудностей рабочий включает желтый сигнал. Если дефект достаточно серьезный и требуется остановка линии, он зажигает красный сигнал.

Брак исправляется рабочими или бригадой, которая его допустила, самостоятельно. Контролю подлежит каждое готовое изделие, а не выборка из партии, и там, где это возможно, - комплектующие узлы и детали.

Последний принцип - поэтапное улучшение качества продукции. Задача состоит в разработке и реализации проектов улучшения качества на каждом производственном участке. В разработке таких проектов принимает участие весь персонал, включая специалистов отдельных служб. Обеспечение качества работы и достижение непрерывности производственного процесса в условиях синхронизированного производства происходят за счет профилактического обслуживания оборудования, которое включает регистрацию характера эксплуатации каждого станка, тщательное определение потребности в профилактике и частоты ее проведения.

Рис. 4.4. Схема организации синхронизированного производства: I - маршрутная схема производственного процесса; II - схема движения контейнеров с картами "канбан"

Ежедневно рабочий-станочник совершает ряд операций по проверке своего оборудования. Началу рабочего дня предшествуют смазка, отладка станка, закрепление и заточка инструментов. Поддержание порядка на рабочем месте рассматривается как обязательное условие качественной работы. В отечественном машиностроении реализация принципов, положенных в основу метода синхронизированного производства, возможна несколькими этапами.

Первый этап. Создание условий, позволяющих обеспечить бесперебойное снабжение производства необходимыми материалами.

Второй этап. Организация запуска деталей в производство партиями, размер которых определяется потребностями сборки, исходя из трех- или пятидневного выпуска изделий.

Система оперативного планирования в этом случае максимально упрощается. Цеху (участку, бригаде) устанавливается задание: количество, наименование деталей, которые должны быть изготовлены в ту или иную пятидневку или трехдневку. Размеры партий с учетом применяемости деталей и пяти- или трехдневного выпуска машин определяет производственно-диспетчерское бюро (ПДБ) цеха. Порядок запуска и выпуска определяют мастер, бригада. Диспетчерская служба принимает и учитывает только те комплекты деталей, которые предусмотрены к сдаче в этот период. Так же закрываются к оплате наряды. График может быть дополнен аварийными требованиями, обусловленными браком или другими причинами. Уменьшение размера партий может привести к потерям в производительности труда, что отразится на заработной плате рабочих. Поэтому временно может быть предложен повышающий коэффициент к расценке.

Третий этап. Организация работы по принципу: "За качество отвечают рабочий, бригада, цех. Личное клеймо - каждому рабочему".

Четвертый этап. Введение порядка, при котором рабочий занят выполнением своей основной работы при условии, что в ней есть необходимость. В противном случае его надо использовать там, где имеется дефицит рабочей силы.

Если задание не выполнено, рабочий или бригада выполняют его в сверхурочное время. Каждый случай срыва задания должен быть проанализирован с обязательным участием рабочего, бригады, руководителя цеха и конкретных виновников.

Любое, даже самое маленькое предприятие, характеризуется множеством экономических параметров. В их число входят такие понятия как – себестоимость, производительность и многие другие. Одним из ключевых параметров, бесспорно, является тип производства – единичное, серийное или массовое.

Этот параметр важен на стадии разработки бизнес-плана. Как минимум его применяют при выборе необходимого оборудования. К примеру, для изготовления крепежа можно использовать серийно выпускаемое универсальное токарно-фрезерное оборудование, а можно и высадочные станки. Разница заключается в его производительности. То есть, в количестве изготовленной за единицу времени продукцией.

Типы производств классификация

Тип производства – это набор технических, организационных и экономических параметров, которые присущи только ему. В этот набор входят такие понятия как – программа выпуска изделий, периодичность рабочего цикла и некоторые другие.

На практике, любая компания, может организовать выпуск изделий в единичном, серийном и массовом порядке:

1. Единичный тип– это такая форма, когда продукция выпускается в минимальных количествах (поштучно).
2. Серийный тип — это такая форма организации, когда готовые изделия производят в определенном количестве и установленной периодичностью.
3. Массовый тип– это такая форма организации работы предприятия, которая подразумевает выпуск определенного ассортимента продукции, которая может быть однородна по предназначению, конструктивным особенностям и технологии изготовления.

Для каждого вида существуют и математические характеристика, которую называют коэффициентом закрепления операций. Это соотношение между количеством технологических переходов на рабочем месте и общего числа рабочих мест на участке

Единичный тип производства

Ключевые особенности единичной формы работы, состоят в том, что план предприятия может состоять из большого ассортимента изделий. Выпуск продукции, как правило, планируют в определенных количествах. Но необходимо понять, что ассортимент выпускаемой продукции не обладает устойчивостью.

В результате этой неустойчивости, ограниченность изготовления продукции, приводят к некоторым ограничениям в использовании всех инженерно технических возможностей.

В результате, вырастает количество оригинальных деталей и уменьшается объем стандартизированных узлов.

Каждая деталь или сборочная, при таком типе режиме организации работы предпрятия, обладает конструктивной уникальностью, решаемым задачам и другим признакам. Процесс выпуска такой продукции имеет прерывистые циклы. Для выпуска детали или сборочной единицы требуется довольно длительное время. Ко всему прочему для обеспечения работы используют универсальные станки, а процесс сборки производится вручную, персоналом, обладающим универсальными знаниями и навыками.

Как пример единичной формы выпуска продукции можно рассмотреть изготовление штамповой оснастки или пресс-форм.

Цеха по изготовлению штучных изделий состоят из производственных участков, которые организуют по технологическому принципу.

Этот тип организации работы компании характеризуется:

1. Большой трудоемкостью.
2. Высокой квалификацией персонала.
3. Высокими затратами на материалы.

В себестоимости готовой детали или сборочной единицы значительную долю занимает фонд заработной платы. Она может составлять до 25% и более.

Серийный тип производства

Серийный тип, пожалуй, самый широко применямый. Основная его характеристика, это постоянный выпуск широкого ассортимента продукции. Следует отметить, что ассортимент продукции, выпускаемый в течение года шире, чем выпускаемый каждый месяц.

Продукция, которая выпускается в больших объемах, разрешает проведение унификации . Организовать выпуск стандартизированных деталей, которые могут входить и в другие сборочные единицы. Все это приводит к снижению стоимости готовой продукции.

Такой тип изготовления готовых деталей или сборочных узлов характерен для станкостроительной отрасли и пр. Оно организовано так, что на рабочих местах закреплено несколько технологических переходов. Это предоставляет возможность рабочему — освоить инструмент и оснастку, получить необходимые знания и навыки, постоянно совершенствовать технологические операции.

Серийный тип подразумевает периодичность выпуска готовых деталей, а это позволяет снизить затраты на получение готовой продукции.

Существуют следующие подвиды серийного производства: мелкое (штучное), серийное, массовое.

Мелкосерийное — это, по сути, это переходный этап от штучного к серийному. Выпуск изделий может, осуществляется небольшими партиями. Кстати, один из конкурентных факторов – возможность предприятия производить уникальную продукцию в небольших партиях по специальным заказам.

Внедрение компьютерных технологий существенно повышает гибкость работы предприятия. К примеру, стало возможным изготавливать на одной линии несколько изделий с минимальными затратами на переналадку.

Крупносерийное производство – это переходный этап к массовой форме выпуска изделий. Оно характеризуется тем, что изготовление изделий выполняется большими объемами в течение длительного периода времени.

Массовый тип производства

Главная особенность этого способа – это получение однотипных деталей, улов и готовой продукции в больших объемах и в течение значительного отрезка времени. Другая особенность заключается в том, что на предприятиях, которые заняты массовым выпуском, существенно ограничена номенклатура выпускаемых изделий. Такой подход обуславливает экономическую эффективность от использования стандартизированных и взаимозаменяемых деталей.

Единицы продукции такого вида практически не отличаются друг от друга, допускаются некритичные отличия в некоторых характеристиках.

Отличительной чертой массового производства является то, оно характеризируется высоким уровнем механизации и автоматизации технологических операций. Такой способ выпуска готовой продукции внедрен на предприятиях, выпускающих автомобили, одежду и пр.

Существенные объемы выпуска деталей и узлов обеспечивают использование различного рода автоматизированного оборудования. Технологические процессы на таком предприятии распределены по рабочим местам. На них выполняется одна или несколько сходных операций с использованием ограниченного количества деталей и узлов.

Проработанный технологический процесс, использование автоматизированного оборудования, оснастки позволяет применять труд квалифицированного персонала.

В качестве примера массового вида можно назвать изготовление электротехнической арматуры (розетки, выключатели) или метизов.

Характеристика типов производства

Тип выпуска продукции влияет на организацию производства, его управление и финансово – экономические показатели, то и в целом эффективность предприятияв целом.

Рост технического оснащения и объемов производства готовых изделий в момент перехода от единичного производства к серийному, и массовому снижает потребность в использовании живого труда. Соответственно снижается стоимость готовых изделий. Кстати, в качестве примера можно привести заводы Ford. На них в начале ХХ века первые автомобили производили на стапелях. При внедрении конвейерного производства резко вырос объем готовых изделий, и упала их цена для потребителей.

На основании вышесказанного можно провести некоторые обобщения. К возможностям штучного производства можно отнести то, что номенклатура выпускаемых изделий практически неограниченна, большая часть изделий носит сугубо индивидуальный характер. Для производства штучной продукции применяют универсальное оборудование, например, станки токарно-фрезерной группы. При разработке рабочей документации, в частности, технологической документации, проектировщики занимаются созданием укрупненного технологического процесса, не какой-то одной детали, а на узел или изделие в целом. Для производства штучных изделий привлекают высококвалифицированный инженерный и рабочий персонал. Все перечисленные факторы приводят к тому, себестоимость штучных изделий непомерна высока.

Для организации серийного производства изделий привлекают универсальное или специализированное оборудование. Выпуск изделий происходит с определенной периодичностью. Для выполнения работ нет необходимости в привлечении высококлассных специалистов.

Во время организации массового производства используют специализированное оборудование. Для работы на нем достаточно использовать инженерный и рабочий персонал с низкой квалификацией.

На самом деле, на предприятии может работать несколько типов производства. Но это может быть объяснено тем, что на предприятии не слишком высокая специализация. Например, в свое время автомобильный завод им. Лихачева (ЗИЛ), серийно выпускал грузовики, предназначенные для эксплуатации военными, в сельском хозяйстве, строительстве, и множестве других отраслей. Вместе с тем, на этом предприятии было организовано штучное изготовление автомобилей для перевозки первых лиц государства.

Особенности планирования разных типов выпуска продукции

У каждого из рассмотренных типов производства существует своя система производства.

Существует фиксированная позиционная планировка. Такая система подразумевает то, что сборочная единица находится в неподвижном состоянии, а необходимые ресурсы подаются к месту работы по мере возникновения необходимости. Такой метод применяют при осуществлении разнообразных проектов. Иногда такой способ называют островным и его иногда применяют при производстве турбин. Такая планировка считается временной и имеет силу на время реализации проекта. Основная сложность реализации такого метода проектирования заключается в грамотном размещении ресурсов.

Другой способ планирования – пооперационный функциональный. При таком методе оборудование размещают по видам или по признаку выполняемых работ. То есть организуют участки для различных видов работ, например, участок для работы с корпусными деталями. Соответственно детали и узлы изделия перемещаются по различным технологическим маршрутам. Такой тип отличается определенными сложностями с оптимизацией транспортных потоков.

Для массового производства чаще всего применяют линейную или поточную планировку. При такой форме планирования производимые детали проходят через одни и те же операции. Одной из ключевых характеристик такого является то, все технологические процессы расчленяют на простые операции, которые выполняют на специализированном оборудовании последовательно расположенном. Комплекс такого оборудования называют поточной линией.

Другими словами, движение деталей и улов будущего изделия осуществляется непрерывно. Планирование этого типа предусматривает то, что у рабочих мест должна быть одинаковая пропускная способность. В противном случае выпуск готовой продукции будет происходить с перебоями.

Планирование работы предприятия осуществляется на определенный период времени. Такой подход обеспечивает гибкость рабочего цикла, позволяет вести учет и контроль над всеми ресурсами (материальными, людскими, финансовыми), задействованными в системе предприятия.

Под серийным производством принято подразумевать особую форму организации производства, которая характеризуется выпуском различного рода изделий большими партиями с соблюдением определенных временных периодов выпуска.

В основе серийного производства лежит выпуск однородной продукции партиями определенного размера. При организации такого производства строго соблюдает количество выпускаемого товара и ориентируется на сроки, которые указаны в производственном плане. В настоящее время серийный выпуск продукции получил широкое распространение как среди мелких фирм-производителей, так и среди крупных корпораций.

Специфические условия серийного производства способствуют эффективному оборудованию рабочих мест предприятия, каждое из которых приспосабливается под выполнение конкретной технологической операции. Такой подход позволяет снизить уровень себестоимости выпускаемых товаров за счет уменьшения размеров производственных площадей, более выгодного применения рабочей силы, а также снижения затрат на сырьевые материалы и зарплату сотрудникам.

В качестве продукции серийного производства выступают товары стандартного типа: транспортные средства, оборудование для химической промышленности и металлургии, сельскохозяйственное сырье и т.д.

В целом, можно выделить следующие особенности современного серийного производства:

– выпуск продукции сериями в зависимости от номенклатуры ограниченного типа, связанной с повторяющимися товарами;
– высочайшая скорость производства;
– типизация процесса узкоспециализированных товаров;
– особый подход к организации рабочих мест;
– наличие узкоспециализированного оборудования;
– привлечение к рабочему процессу сотрудников средней квалификации;
– осуществление механического контроля за качеством выпускаемой продукции.

Виды серийного производства

Современное серийное производство принято разделять на три основных вида:

1. Производство мелкосерийное. Данный вид серийного производства относится к единичному: товар, выпускаемый предприятием, контролируется производственным планом, в котором четко определены размеры серий. Что же касается регулярности выпуска, то она может как оставаться неизменной, так и меняться в зависимости от тех или иных условий потребительского рынка. Предприятие при этом непрерывно осваивает новую продукцию, дабы со временем избавиться от необходимости выпускать устаревшие, переставшие быть востребованными, товары.

2. Производство среднесерийное. Предприятие, специализирующееся на данном виде серийного производства, выпускает свою продукцию крупными партиями ограниченной номенклатуры. Выпуск серий осуществляется регулярно и контролируется руководством и экспертами организации. При среднесерийном производстве применяются только определенные виды производственного оборудования, позволяющие качественно организовать параллельно-последовательный вид движения предметов труда. Предприятия, занимающиеся таким видом деятельности, работают в соответствии со всеми технологическими требованиями серийного производства и имеют предметно-замкнутые участки.

3. Производство крупносерийное. Предприятие, специализирующееся на крупносерийном производстве, занимается выпуском крупных серий продукции. Производственный процесс выстраивается в рамках определенной программы, в соответствии с которой приоритет выпуска отдается наиболее значимым видам товаров. Все рабочие места при крупносерийном производстве обязаны быть оборудованы техническими устройствами и приборами, позволяющими сохранять как параллельный, так и параллельно-последовательный виды движений предметов труда.

В качестве основных преимуществ серийного производства можно выделить:

– невероятно высокую эффективность применения инновационных технологий и оборудования;
– возможность детальной разработки способов экономии на расходных материалах и рабочей силе;
– практически полное отсутствие необходимости перенастройки оборудования с целью начала производства другого вида продукции.

Кроме всего прочего, серийное производство считается отличным решением для тех компаний, которые занимаются оптовыми поставками каких-либо узкоспециализированных товаров и не желают тратить на производство большое количество финансовых средств. Выпуская свою продукцию два или три раза в год, такие предприятия могут удовлетворять потребности рынка, избегая при этом рисков возникновения ситуации избыточного выпуска.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш

7.1. Производственный процесс и принципы его организации

7.1.1. Определение производственного процесса

Промышленное производство - это сложный процесс превращения сырья, материалов полуфабрикатов и других предметов труда в готовую продукцию, удовлетворяющую потребностям рынка.

Производственный процесс - это совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления продукции.

Производственный процесс состоит из следующих процессов:

основные - это технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции;
вспомогательные - это процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов (изготовление и ремонт инструментов и оснастки; ремонт оборудования; обеспечение всеми видами энергий (электроэнергией, теплом, паром, водой, сжатым воздухом и т.д.));
обслуживающие - это процессы, связанные с обслуживанием как основных, так и вспомогательных процессов и не создающие продукцию (хранение, транспортировка, тех. контроль и т.д.).

В условиях автоматизированного, автоматического и гибкого интегрированного производств вспомогательные и обслуживающие процессы в той или иной степени объединяются с основными и становятся неотъемлемой частью процессов производства продукции, что будет рассмотрено более подробно позже.

Структура производственных процессов показана на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Структура производственных процессов

Технологические процессы, в свою очередь делятся на фазы.

Фаза - комплекс работ, выполнение которых характеризует завершение определенной части технологического процесса и связано с переходом предмета труда из одного качественного состояния в другое.

В машиностроении и приборостроении технологические процессы в основном делятся на три фазы:

Заготовительная;
- обрабатывающая;
- сборочная.

Фазная структура технологических процессов представлена на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Фазная структура технологических процессов

Технологический процесс состоит из последовательно выполняемых над данным предметом труда технологических действий - операций.

Операция - часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте (станке, стенде, агрегате и т.д.), состоящая из ряда действий над каждым предметом труда или группой совместно обрабатываемых предметов.

Операции, которые не ведут к изменению геометрических форм, размеров, физико-химических свойств предметов труда, относятся не к технологическим операциям (транспортные, погрузочно-разгрузочные, контрольные, испытательные, комплектовочные и др.).

Операции различаются также в зависимости от применяемых средств труда:

- ручные , выполняемые без применения машин, механизмов и механизированного инструмента;
- машинно-ручные - выполняются с помощью машин или ручного инструмента при непрерывном участии рабочего;
- машинные - выполняемые на станках, установках, агрегатах при ограниченном участии рабочего (например, установка, закрепление, пуск и остановка станка, раскрепление и снятие детали). Остальное выполняет станок.
- автоматизированные - выполняются на автоматическом оборудовании или автоматических линиях.

Аппаратурные процессы характеризуются выполнением машинных и автоматических операций в специальных агрегатах (печах, установках, ваннах и т.д.).

7.1.2. Основные принципы организации производственного процесса

Принципы - это исходные положения, на основе которых осуществляются построение, функционирование и развитие производственного процесса.

Соблюдение принципов организации производственного процесса - одно из основополагающих условий эффективности деятельности предприятия.

Основные принципы организации производственного процесса и их содержание приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Основные принципы организации производственного процесса

№ п/п	Принципы	Основные положения
1	Принцип пропорциональности	Пропорциональная производительность в единицу времени всех производственных подразделений предприятия (цехов, участков) и отдельных рабочих мест.
2	Принцип дифференциации	Разделение производственного процесса изготовления одноименных изделий между отдельными подразделениями предприятия (например, создание производственных участков или цехов по технологическому или предметному признаку)
3	Принцип комбинирования	Объединение всех или части разнохарактерных процессов по изготовлению определенного вида изделия в пределах одного участка, цеха, производства
4	Принцип концентрации	Сосредоточение выполнения определенных производственных операций по изготовлению технологически однородной продукции или выполнению функционально однородных работ на отдельных участках, рабочих местах, в цехах и производствах предприятия
5	Принцип специализации	Формы разделения труда на предприятии, в цехе. Закрепление за каждым подразделением предприятия ограниченной номенклатуры работ, операций деталей или изделий
6	Принцип универсализации	Противоположен принципу специализации. Каждое рабочее место или производственное подразделение занято изготовлением изделий и деталей широкого ассортимента или выполнением различных производственных операций
7	Принцип стандартизации	Под принципом стандартизации в организации производственного процесса понимают разработку, установление и применение однообразных условий, обеспечивающих наилучшее его протекание
8	Принцип параллельности	Одновременное выполнение технологического процесса на всех или некоторых его операциях. Реализация принципа существенно сокращает производственный цикл изготовления изделия
9	Принцип прямоточности	Требование прямолинейного движения предметов труда по ходу технологического процесса, то есть по кратчайшему пути прохождения изделием всех фаз производственного процесса без возвратов в его движении
10	Принцип непрерывности	Сведение к минимуму всех перерывов в процессе производства конкретного изделия
11	Принцип ритмичности	Выпуск в равные промежутки времени равного количества изделий
12	Принцип автоматичности	Максимально возможное и экономически целесообразное освобождение рабочего от затрат ручного труда на основе применения автоматического оборудования
13	Принцип соответствия форм производственного процесса его технико-экономическому содержанию	Формирование производственной структуры предприятия с учетом особенности производства и условий его протекания, дающую наилучшие экономические показатели

Экономическая эффективность рациональной организации производственного процесса выражается в сокращении длительности производственного цикла изделий, в снижении издержек на производство продукции, улучшении использования основных производственных фондов и увеличении оборачиваемости оборотных средств.

7.2. Типы производств и их технико-экономическая характеристика

Тип производства - совокупность его организованных, технических и экономических особенностей.

Тип производства определяется следующими факторами:

Номенклатурой выпускаемых изделий;
- объемом выпуска;
- степенью постоянства номенклатуры выпускаемых изделий;
- характером загрузки рабочих мест.

В зависимости от уровня концентрации и специализации различают три типа производств:

Единичное;
- серийное;
- массовое.

По типам производства классифицируются предприятия, участки и отдельные рабочие места.

Тип производства предприятия определяется типом производства ведущего цеха, а тип производства цеха - характеристикой участка, где выполняются наиболее ответственные операции и сосредоточена основная часть производственных фондов.

Отнесение завода к тому или иному типу производства носит условный характер, поскольку на предприятии и даже в отдельных цехах может иметь место сочетание различных типов производства.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий, малым объемом их выпуска, выполнением на каждом рабочем месте весьма разнообразных операций.

В серийном производстве изготовляется относительно ограниченная номенклатура изделий (партиями). За одним рабочим местом, как правило, закреплены несколько операций.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых в течение продолжительного времени на узкоспециализированных рабочих местах.

Тип производства оказывает решающее значение на особенности организации производства, его экономические показатели, структуру себестоимости (в единичном высока доля живого труда, а в массовом - затраты на ремонтно-эксплуатационные нужды и содержание оборудования), разный уровень оснащенности.

Сравнение по факторам типов производств приведено в таблице 7.2.

Таблица 7.2

Характеристики типов производств

№ п/п	Факторы	Тип производства
		единичное	серийное	массовое
1	Номенклатура изготавливаемых изделий	Большая	Ограниченная	Малая
2	Постоянство номенклатуры	Отсутствует	Имеется	Имеется
3	Объем выпуска	Малый	Средний	Большой
4	Закрепление операций за рабочими местами	Отсутствует	Частичное	Полное
5	Применяемое оборудование	Универсальное	Универсальное +специальное (частично)	В основном специальное
6	Применяемые инструмент и оснастка	Универсальные	Универсальные +специальные	В основном специальные
7	Квалификация рабочих	Высокая	Средняя	В основном низкая
8	Себестоимость продукции	Высокая	Средняя	Низкая
9	Производственная специализация цехов и участков	Технологическая	Смешанная	Предметная

7.3. Производственная структура предприятия

Производственная структура предприятия - это совокупность производственных единиц предприятия (цехов, служб), входящих в его состав, и формы связей между ними.

Производственная структура зависит от вида выпускаемой продукции и его номенклатуры, типа производства и форм его специализации, от особенностей технологических процессов. Причем последние являются важнейшим фактором, определяющим производственную структуру предприятия.

Производственная структура - это, по существу, форма организации производственного процесса. В ней различают подразделения производств:

Основного;
- вспомогательного;
- обслуживающего.

В цехах (подразделениях) основного производства предметы труда превращаются в готовую продукцию.

Цехи (подразделения) вспомогательного производства обеспечивают условия для функционирования основного производства (обеспечение инструментом, энергией, ремонтом оборудования) (см. рис. 7.1).

Подразделения обслуживающего производства обеспечивают основное и вспомогательные производства транспортом, складами (хранение), техническим контролем и т.д.

Таким образом, в составе предприятия выделяются основные, вспомогательные и обслуживающие цехи и хозяйства производственного назначения.

В свою очередь цехи основного производства (в машиностроении, приборостроении) подразделяются:

На заготовительные;
- обрабатывающие;
- сборочные.

Заготовительные цехи осуществляют предварительное формообразование деталей изделия (литье, горячая штамповка, резка заготовок и т.д.)

В обрабатывающих цехах производится обработка деталей механическая, термическая, химико-термическая, гальваническая, сварка, лакокрасочные покрытия и т.д.

В сборочных цехах производят сборку сборочных единиц и изделий, их регулировку, наладку, испытания.

На основе производственной структуры разрабатывается генеральный план предприятия, т.е. пространственное расположение всех цехов и служб, а также путей и коммуникаций на территории завода. При этом должна быть обеспечена прямоточность материальных потоков. Цехи должны быть расположены в последовательности выполнения производственного процесса.

Цех - это основная структурная производственная единица предприятия, административно обособленная и специализирующаяся на выпуске определенной детали или изделий либо на выполнении технологически однородных или одинакового назначения работ. Цехи делятся на участки, представляющие собой объединенную по определенным признакам группу рабочих мест.

Цехи и участки создаются по принципу специализации:

Технологической;
- предметной;
- предметно-замкнутой;
- смешанной.

Технологическая специализация основана на единстве применяемых технологических процессов. При этом обеспечивается высокая загрузка оборудования, но затрудняется оперативно-производственное планирование, удлиняется производственный цикл из-за увеличений транспортных операций. Технологическая специализация применяется в основном в единичном и мелкосерийном производствах.

Предметная специализация основана на сосредоточении деятельности цехов (участков) на выпуске однородной продукции. Это позволяет концентрировать производство детали или изделия в рамках цеха (участка), что создает предпосылки для организации прямоточного производства, упрощает планирование и учет, сокращает производственный цикл. Предметная специализация характерна для крупносерийного и массового производства.

Если в пределах цеха или участка осуществляется законченный цикл изготовления детали или изделия, это подразделение называется предметно-замкнутым .

Цехи (участки), организованные по предметно-замкнутому принципу специализации, обладают значительными экономическими преимуществами, так как при этом сокращается длительность производственного цикла в результате полного или частичного устранения встречных или возвратных перемещений, снижаются потери времени на переналадку оборудования, упрощается система планирования и оперативного управления ходом производства.

Сравнение производственных структур при технологической и предметной специализации приведено на рисунках 7.3. и 7.4.

Рис. 7.3. Производственная структура предприятия с технологической специализацией (фрагмент)

Рис 7.4. Производственная структура предприятия с предметной специализацией (фрагмент)

Производственная структура цеха показана на рис. 7.5.

Рис 7.5. Производственная структура цеха

7.4. Производственный цикл и его структура

Производственный цикл - это календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходит все операции производственного процесса или определенной его части и превращается в готовую продукцию. Он выражается в календарных днях или при малой трудоемкости изделия - в часах.

Структура производственного цикла представлена на рис. 7.6.

Рис. 7.6. Структура производственного цикла

Производственный цикл Т ц:

Т ц = Т врп + Т впр,

где Т врп - время рабочего процесса;
Т впр - время перерывов.

В течение рабочего периода выполняются технологические операции

Т врп = Т шк + Т к + Т тр + Т е,

где Т шк - штучно-калькуляционное время;
Т к - время контрольных операций;
Т тр - время транспортирования предметов труда;
Т е - время естественных процессов (старения, релаксации, естественной сушки, отстоя взвесей в жидкостях и т.п.).

Сумму времен штучного, контрольных операций, транспортирования называют операционным временем (Т опр):

Т опр = Т шк + Т к + Т тр.

В операционный цикл Т к и Т тр включены условно, так как в организационном отношении они не отличаются от технологических операций.

Т шк = Т оп + Т пз + Т ен +Т ото,

где Т оп - оперативное время;
Т пз - подготовительно-заключительное время при обработке новой партии деталей;
Т ен - время на отдых и естественные надобности рабочих;
Т ото - время организационного и технического обслуживания (получение и сдача инструмента, уборка рабочего места, смазка оборудования и т.п.).

Оперативное время (Т оп) в свою очередь состоит из основного (Т ос) и вспомогательного времени (Т в):

Т оп = Т ос + Т в.

Основное время - это непосредственное время обработки или выполнения работы.

Вспомогательное время:

Т в = Т у + Т з + Т ок,

где Т у - время установки и снятия детали (сборочной единицы) с оборудования;
Т з - время закрепления и открепления детали в приспособлении;
Т ок - время операционного контроля рабочего (с остановкой оборудования) в ходе операции.

Время перерывов (Т впр) обусловлено режимом труда (Т рт), межоперационным пролеживанием детали (Т мо), временем перерывов на межремонтное обслуживание и осмотры оборудования (Т р) и временем перерывов, связанных с недостатками организации производства (Т орг):

Т впр = Т мо + Т рт + Т р + Т орг.

Время межоперационного пролеживания (Т мо) определяется временем перерывов партионности (Т пар), перерывов ожидания (Т ож) и перерывов комплектования (Т кп):

Т мо = Т пар + Т ож + Т кп.

Перерывы партионности (Т пар) возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены пролеживанием обработанных деталей до готовности всех деталей в партии на технологической операции.

Перерывы ожидания (Т ож) вызываются несогласованной длительностью смежных операций технологического процесса.

Перерывы комплектования (Т кп) возникают при переходе от одной фазы производственного процесса к другой.

Таким образом, в общем виде производственный цикл выражается формулой

Т ц = Т опр + Т е + Т мо + Т рт + Т р + Т орг.

При расчете производственного цикла необходимо учитывать перекрытие некоторых элементов времени либо технологическим временем, либо временем межоперационного пролеживания. Время транспортировки предметов труда (Т тр) и время выборочного контроля качества (Т к) являются перекрываемыми элементами.

Исходя из сказанного, производственный цикл можно выразить формулой

Т ц = (Т шк + Т мо) к пе р к ор + Т е,

где к пер - коэффициент перевода рабочих дней в календарные (отношение числа календарных дней (D к) к числу рабочих дней в году (D р), к пе р=D к /D р);
к ор - коэффициент, учитывающий перерывы на межремонтное обслуживание оборудования и организационные неполадки (обычно 1,15-1,2).

В серийном производстве изделия изготовляются партиями.

Производственная партия (n) - это группа изделий одного наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.

Операционная партия - производственная партия или ее часть, поступающая на рабочее место для выполнения технологической операции.

7.5. Методы расчета производственного цикла

Различают простой и сложный производственные циклы.

Простой производственный цикл - это цикл изготовления детали.

Сложный производственный цикл - цикл изготовления изделия.

Длительность производственного цикла в большой степени зависит от способа передачи детали (изделия) с операции на операцию. Существуют три вида движения детали (изделий) в процессе их изготовления:

Последовательный;
- параллельный;
- параллельно-последовательный.

При последовательном виде движения каждая последующая операция начинается только после окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции (рис. 7.7).

Рис. 7.7. Операционный цикл при последовательном движении партии деталей

Здесь рассчитывается операционный цикл партии, состоящей из трех деталей (n=3), обрабатываемых на четырех операциях:

Т посл = 3(t шт 1 + t шт2 + t шт3 + t шт4) = 3(2+1+4+1,5) = 25,5

где n - количество деталей в производственной партии (шт);
Ч оп - число операций технологического процесса;
t штi - норма времени на выполнение i-й операции (мин.).

Если на всех или отдельных операциях имеются параллельные рабочие места, то операционный цикл определяется по формуле

где C pмi - количество рабочих мест, занятых изготовлением партии деталей на каждой операции.

При последовательном виде движения деталей (изделия) отсутствуют перерывы в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможна высокая загрузка оборудования в течение смены, но производственный цикл имеет наибольшую величину, что уменьшает оборачиваемость оборотных средств.

Параллельный вид движения характеризуется передачей деталей (изделий) на последующую операцию немедленно после выполнения предыдущей операции независимо от готовности остальной партии. Детали передаются с операции на операцию поштучно или операционными партиями, на которые делится производственная партия. Процесс происходит непрерывно, если достигнуто полное равенство или кратность выполнения операций во времени, что характерно для поточных линий:

,

где r - такт поточной линии (мин).

График движения партии деталей при параллельном движении приведен на рис. 7.8.

Рис. 7.8. Операционный цикл при параллельном движении партии деталей

Параллельный вид движения детали (изделий) является наиболее эффективным, но возможности его применения ограничены, так как обязательным условием такого движения является равенство или кратность продолжительности выполнения операций, о чем было сказано выше. В противном случае неизбежны потери (перерывы) в работе оборудования и рабочего.

По графику (рис 7.8) определяем операционный цикл при параллельном виде движения:

Т пар =(t шт1 + t шт2 + t шт3 + t шт4) + (3-1)t шт3 = 8,5 + (3-1)4 = 16,5 мин.

,

где t штmax - время выполнения операции, самой продолжительной в технологическом процессе (мин).

При передаче деталей (изделий) операционными партиями (р) расчет ведется по формуле

,

где р - размер операционной партии (в шт.).

Параллельно-последовательный вид движения состоит в том, что изготовление изделий на последующей операции начинается до окончания изготовления всей партии на предыдущей операции с таким расчетом, чтобы работа на каждой операции по данной партии в целом шла без перерывов. В отличие от параллельного вида движения здесь происходит лишь частичное совмещение во времени выполнения смежных операций.

В практике существует два вида сочетания смежных операций во времени:

Время выполнения последующей операции больше времени выполнения предыдущей операции;
- время выполнения последующей операции меньше времени выполнения предыдущей операции.

В первом случае представляется возможность применять параллельный вид движения деталей и полностью загрузить рабочие места.

Во втором случае приемлем параллельно-последовательный вид движения с максимально возможным совмещением во времени выполнения обеих операций. Максимально совмещенные операции при этом отличаются друг от друга на время изготовления последней детали (или последней операционной партии) на последующей операции.

Схема параллельно-последовательного вида движения показана на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Операционный цикл при параллельно-последовательном движении партии деталей

АБ, ВГ (равное А"Б"), ДЕ - время последующей операции, перекрываемое временем предыдущей операции:

В данном случае операционный цикл будет меньше, чем при последовательном виде движения, на величину совмещения каждой смежной пары операций:

Первая и вторая операции - АБ = (3-1) t шт2 ;
- вторая и третья операции - ВГ = (3-1) t шт2 ;
- третья и четвертая операции - ДЕ = (3-1) t шт4 , (t шт2 и t шт4 имеют более короткое время t шт.кор из каждой смежной пары операций).

Таким образом, время совмещений

Формула для расчета

При выполнении операций на параллельных рабочих местах

При передаче деталей операционными партиями

Параллельно-последовательный вид движения деталей (изделий) обеспечивает работу оборудования и рабочего без перерывов. Производственный цикл при этом виде больше по сравнению с параллельным, но меньше, чем при последовательном.

Производственный цикл изделия Т ци может быть рассчитан по формуле

Т ци = Т цд + Т ц.сб,

где Т цд - производственный цикл изготовления ведущей детали;
Т ц.сб - производственный цикл сборочных работ.

Пути и значение сокращения производственного цикла

Производственный цикл используется в качестве норматива при оперативном планировании производства, финансовом управлении и других планово-производственных расчетах.

Производственный цикл (Т ц) непосредственно связан с нормативом оборотных средств:

Т ц = ОС н.п / Q дн,

где ОС н.п - объем оборотных средств в незавершенном производстве (руб.);
Q дн - однодневный выпуск продукции (руб.).

Сокращение производственного цикла имеет большое экономическое значение:

Сокращается оборачиваемость оборотных средств за счет сокращения объемов незавершенного производства;
- увеличивается фондоотдача основных производственных фондов;
- снижается себестоимость изделий за счет сокращения условно-постоянной части издержек на одно изделие и т.д.

Длительность производственного цикла зависит от двух важнейших групп факторов:

Технического уровня производства;
- организации производства.

Эти обе группы факторов взаимообуславливают и дополняют друг друга.

Основными направлениями снижения производственного цикла являются:

Совершенствование технологии;
- применение более производительных оборудования, инструментов, средств технологического оснащения;
- автоматизация производственных процессов и применение гибких интегрированных процессов;
- специализация и кооперирование производства;
- организация поточного производства;
- гибкость (многофункциональность) персонала;
- многие другие факторы, влияющие на длительность производственного цикла (см. структуру Т ц на рис. 7.6).

7.6. Организация поточного производства

Поточное производство является наиболее эффективной формой организации производственного процесса.

Признаки поточного производства:

Закрепление одного или ограниченного числа наименований изделий за определенной группой рабочих мест;
- ритмическая повторяемость согласованных во времени технологических и вспомогательных операций;
- специализация рабочих мест;
- расположение оборудования и рабочих мест по ходу технологического процесса;
- применение специальных транспортных средств для межоперационной передачи изделий.

При поточном производстве реализуются принципы:
- специализации;
- параллельности;
- пропорциональности;
- прямоточности;
- непрерывности;
- ритмичности.

Поточное производство обеспечивает самую высокую производительность труда, низкую себестоимость продукции, наиболее короткий производственный цикл.

Основой (первичным звеном) поточного производства является поточная линия .

Расположение поточных линий (планировка) должна обеспечить:

Прямоточность и кратчайший путь движения изделия;
- рациональное использование производственных площадей;
- условия для транспортировки материалов и деталей к рабочим местам;
- удобство подходов для ремонта и обслуживания;
- достаточность площадей и оргоснастки для хранения требуемых запасов материалов и готовых деталей;
- возможность легкого удаления отходов производства.

Примеры расположения оборудования и пути движения изделия приведены на рис. 7.10 и 7.11.

Рис. 7.10. Движение изделия по поточной линии при расположении оборудования:
а - одностороннем; б - двухстороннем

Рис. 7.11. Схемы движения изделий по поточным линиям:
а - разветвляющаяся; б - зигзагообразная; в - П-образная;
г - Т-образная; д - замкнутая; е - многоуровневая.

Транспортные средства в поточном производстве

В поточном производстве применяются разнообразные транспортные средства (табл. 7.3).

Таблица 7.3

Классификация транспортных средств в поточном производстве

Признак	Характеристика
Назначение	Транспортеры		Конвейеры
Вид привода	бесприводные:	приводные:		автономные:
	склизы желобы тележки	с электроприводом, гидроприводом, пневмоприводом		промышленные роботы, роботрейлеры с бортовыми компьютерами и программным управлением
Принцип действия	Механические транспортеры. Пневмотранспорт. Гидротранспорт. Электромагнитный транспорт. Волновой. Гравитационный. На воздушной подушке
Конструкция	Транспортеры и конвейеры: ленточные, роликовые, шнековые, пластинчатые, цепные, тележечные, тросиковые (с тянущей шайбой), спутниковые (палетные)
Расположение в пространстве	Горизонтально замкнутые	Вертикально замкнутые	Подвесные		Смешанные (комбинированные)
Непрерывность действия	Непрерывные		Пульсирующие
Функция	Распределительные конвейеры		Рабочие конвейеры

В машиностроении и приборостроении широко применяются конвейеры - транспортные средства, служащие для транспортировки изделия или транспортировки и выполнения на нем рабочих операций и регламентирующие ритм работы поточной линии, то есть, играющие организующую роль в потоке. Если конвейер служит для перемещения изделий и поддержания ритма работы линии путем четкого адресования изделий по рабочим местам, он называется распределительным, если он служит и местом выполнения операции - называется рабочим .

Основы расчета и организации поточных линий

При проектировании и организации поточных линий выполняются расчеты показателей, определяющих регламент работы линии и методы выполнения технологических операций.

Такт поточной линии - промежуток времени между выпуском изделий (деталей, сборочных единиц) с последней операции или их запуском на первую операцию поточной линии.

Исходные данные расчета такта:

Производственное задание на год (месяц, смену);
- плановый фонд рабочего времени за этот же период;
- планируемые технологические пооперационные потери.

Такт поточной линии рассчитывается по формуле

r = F д / Q вып,

где r - такт поточной линии (в мин.);
F д - действительный годовой фонд времени работы линии в планируемом периоде (мин.);
Q вып - плановое задание на тот же период времени (шт.).

F д = D раб Ч d см Ч T см Ч k пер Ч k рем,

где D раб - число рабочих дней в году;
d см - количество рабочих смен в сутки;
T см - продолжительность смены (в мин.);
k пер - коэффициент, учитывающий планируемые перерывы;
k рем - коэффициент, учитывающий время плановых ремонтов.

k пер = (Т см - Т пер) / Т см,

где Т пер - время планируемых внутрисменных перерывов;
k рем - рассчитывается аналогичным способом.

Классификация поточных линий приведена в табл. 7.4

Таблица 7.4

Классификация поточных линий

№ п/п	Признак	Характеристика
1	Степень механизации технологических операций	1.1. Механизированные 1.2. Комплексно-механизированные 1.3. Полуавтоматические 1.4. Автоматические 1.5. Гибкие интегрированные
2	Количество типов одновременно обрабатываемых и собираемых изделий	2.1. Однономенклатурные (обработка изделия одного наименования) 2.2. Многономенклатурные (обработка изделий нескольких наименований одновременно или последовательно)
3	Характер движения изделий по операциям производственного процесса	3.1. Непрерывно-поточные (все операции синхронизированы во времени, т.е. равны или кратны такту линий) 3.2. Прерывно-поточные (перерывы в ходе производственного процесса и невозможность синхронизировать технологические операции во времени)
4	Характер работы конвейера	4.1. С рабочим конвейером, когда операции выполняются без снятия изделия с конвейера 4.2. С распределительным конвейером, когда конвейер осуществляет доставку изделия на рабочее место, а операция выполняется со снятием изделия с конвейера 4.3. С непрерывно движущимся конвейером 4.4. С пульсирующим конвейером

При неизбежных технологических потерях (планируемом выходе годных), такт r рассчитывается по формуле

r = F д / Q зап,

где Q зап - количество изделий, запускаемых на поточную линию в планируемом периоде (шт):

Q зап = Q вып Ч k зап,

где k зап - коэффициент запуска изделий на поточную линию, равный величине, обратной коэффициенту выхода годных изделий (a ); k зап = 1/a .

Выход годных изделий в целом по поточной линии определяется как произведение коэффициентов выхода годных по всем операциям линии

a = a 1 Ч a 2 Ч ... Ч a n.

Ритм - это количество изделий, выпускаемых поточной линией в единицу времени.

Расчет количества оборудования поточной линии ведется по каждой операции технологического процесса:

где - расчетное количество оборудования (рабочих мест) на i-й операции поточной линии;
t штi - норма штучного времени на i-ую операцию (в мин);
k запi - коэффициент запуска детали на i-ю операцию.

Принятое количество оборудования или рабочих мест на каждой операции W пi определяется путем округления расчетного их количества до ближайшего большего целого числа.

Коэффициент загрузки оборудования (рабочих мест) определяется как

Количество оборудования (рабочих мест) на всей поточной линии

,

где ч оп - число операций технологического процесса.

Явочное количество рабочих (Р яв) равно количеству рабочих мест на поточной линии с учетом многостаночного обслуживания:

,

где k мо - коэффициент многостаночного обслуживания;

,

где S Р i - численность рабочих участка.

Общее число рабочих на поточных линиях определяется как среднесписочное:

,

где Р сп - среднесписочное число рабочих поточной линии;
d - процент потерь рабочего времени (отпуска, болезни и т.д.);
d см - количество смен.

Скорость движения конвейера (V):

При непрерывном движении конвейера V=L / r;
- при пульсирующем движении конвейера V= L/ t тp ,

где L - расстояние между центрами двух смежных рабочих мест, то есть шаг конвейера (м);
t тp - время транспортировки изделия с одной операции на другую.

Задел - производственный запас материалов, заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного протекания производственных процессов на поточных линиях.

Различают следующие виды заделов:

Технологический;
- транспортный;
- резервный (страховой);
- оборотный межоперационный.

Технологический задел (Z т) - детали (сборочные единицы, изделия), находящиеся непосредственно в процессе обработки:

,

где - число рабочих мест на каждой операции;
n i - количество деталей, одновременно обслуживаемых на i-м рабочем месте.

Транспортный задел (Z тр) - количество деталей, находящихся в процессе перемещения между операциями и расположенных в транспортных устройствах.

При непрерывном движении конвейера

Z тр =L рк Р / V,

где L рк - длина рабочей части конвейера (м);
V - скорость движения конвейера (м/мин);
Р - количество изделий в операционной партии (шт).

При периодической транспортировке

Транспортный технологический заделы зависят от параметров оборудования, тех. процессов.

Резервный (страховой) задел создается для нейтрализации последствий, связанных со случайным характером выхода изделия в брак, перебоев в работе оборудования и др.

где Т переб - время возможного перебоя поступления изделий с данной операции на операцию, подлежащую страхованию (мин);
r - такт поточной линии (мин).

Оборотный межоперационный задел на линии - количество заготовок (деталей, сборочных единиц), находящихся между операциями линии и образующихся вследствие различной производительности смежных рабочих мест для выравнивания работы линий. Размер межоперационного задела постоянно колеблется от максимума до нуля и наоборот. Максимальная величина межоперационного оборотного задела определяется разностью производительностей смежных операций:

,

где Т совм - время совместной работы оборудования на обеих операциях (в мин);
- количество оборудования на подающих и потребляющих смежных операциях, работающего в период Т совм (шт);
t штi - норма времени выполнения операции.

Синхронизация - процесс выравнивания длительности операции технологического процесса согласно такту поточной линии. Время выполнения операции должно быть равно такту линии или кратно ему.

Методы синхронизации:

Дифференциация операций;
- концентрация операций;
- установка дополнительного оборудования;
- интенсификация работы оборудования (увеличение режимов обработки);
- применение прогрессивного инструмента и оснастки;
- улучшение организации обслуживания рабочих мест и т.д.

7.7. Организация автоматизированного производства

Высшей формой поточного производства является автоматизированное производство, где сочетаются основные признаки поточного производства с его автоматизацией. В автоматизированном производстве работа оборудования, агрегатов, аппаратов, установок происходит автоматически по заданной программе, а рабочий осуществляет контроль за их работой, устраняет отклонения от заданного процесса, производит наладку автоматизированного оборудования.

Различают частичную и комплексную автоматизацию.

При частичной автоматизации рабочий полностью освобождается от работ, связанных с выполнением технологических процессов. В транспортных, контрольных операциях при обслуживании оборудования, в процессе установки - полностью или частично сокращается ручной труд.

В условиях комплексно-автоматизированного производства технологический процесс изготовления продукции, управление этим процессом, транспортировка изделий, контрольные операции, удаление отходов производства выполняются без участия человека, но обслуживание оборудования - ручное.

Основным элементом автоматизированного производства являются автоматические поточные линии (АПЛ).

Автоматическая поточная линия - комплекс автоматического оборудования, расположенного в технологической последовательности выполнения операций, связанный автоматической транспортной системой и системой автоматического управления и обеспечивающий автоматическое превращение исходных материалов (заготовок) в готовое изделие (для данной автолинии). В АПЛ рабочий выполняет функции наладки, контроля за работой оборудования и загрузки линии заготовками.

Основные признаки АПЛ:

Автоматическое выполнение технологических операций (без участия человека);
- автоматическое перемещение изделия между отдельными агрегатами линии.

Автоматические комплексы с замкнутым циклом производства изделия - ряд связанных между собой автоматическими транспортными и погрузо-разгрузочными устройствами автоматических линий.

Автоматизированные участки (цехи) включают в себя автоматические поточные линии, автономные автоматические комплексы, автоматические транспортные системы, автоматические складские системы; автоматические системы контроля качества, автоматические системы управления и т.д. Примерная структура автоматизированного производственного подразделения приведена на рис. 7.12.

Рис. 7.12. Структурный состав автоматизированного производственного подразделения

В условиях постоянно изменяющегося нестабильного рынка (тем более многономенклатурного производства) важной задачей является повышение гибкости (многофункциональности) автоматизированного производства, с тем чтобы максимально удовлетворить требования, нужды и запросы потребителей, быстрее и с минимальными затратами осваивать выпуск новой продукции.

Методы повышения гибкости автоматизированных производственных систем:

Использование автоматизированных систем технической подготовки производства (САПР);
- применение быстропереналаживаемых автоматических поточных линий;
- применение универсальных промышленных манипуляторов с программным управлением (промышленных роботов);
- стандартизация применяемого инструмента и средств технологического оснащения;
- применение в автоматических линиях автоматически переналаживаемого оборудования (на базе микропроцессорной техники);
- использование переналаживаемых транспортно-складских и накопительных систем и т.д.

Однако следует заметить, что любая универсализация требует значительных дополнительных затрат и при ее применении необходим взвешенный экономический подход на базе маркетинговой информации и исследований.

Автоматические поточные линии эффективны в массовом производстве.

Состав автоматической поточной линии:

Автоматическое оборудование (станки, агрегаты, установки и т.д.) для выполнения технологических операций;
- механизмы для ориентировки, установки и закрепления изделий на оборудовании;
- устройство для транспортировки изделий по операциям;
- контрольные машины и приборы (для контроля качества и автоматической подналадки оборудования);
- средства загрузки и разгрузки линий (заготовок и готовых деталей);
- аппаратура и приборы системы управления АПЛ;
- устройства смены инструмента и оснастки;
- устройства удаления отходов;
- устройство обеспечения необходимыми видами энергии (электрическая энергия, пар, инертные газы, сжатый воздух, вода, канализационные системы);
- устройства обеспечения смазочно-охлаждающими жидкостями и их удаления и т.д.

В состав автоматических линий последнего поколения также включаются электронные устройства:

1. "Умные супервизоры" с мониторами на каждой единице оборудования и на центральном пульте управления. Их назначение - заблаговременно предупреждать персонал о ходе процессов, происходящих в отдельных агрегатах и в системе в целом и давать инструкции о необходимых действиях персонала (текст на мониторе). Например:

Негативная тенденция технического параметра агрегата;
- информация о заделах и количестве заготовок;
- о браке и его причинах и т.д.

2. Статистические анализаторы с графопостроителями, предназначенные для статистической обработки разнообразных параметров работы АПЛ:

Время работы и простоев (причины простоев);
- количество выпускаемой продукции (всего, уровень брака);
- статистическая обработка каждого параметра обрабатываемого изделия на каждой автоматически контролируемой операции;
- статистическая обработка выхода из строя (поломка, сбой) систем каждой единицы оборудования и линии в целом и т.д.

3. Диалоговые системы селективной сборки (т.е. подбор параметров относительно грубо (неточно) обработанных деталей, входящих в сборочную единицу, сочетание которых обеспечивает высококачественные параметры сборочной единицы).

На предприятиях машиностроения и приборостроения применяются автоматические линии, отличающиеся между собой как по технологическим принципам действия, так и по формам организации. Классификация и характерные особенности автоматических поточных линий приведены в табл. 7.5.

Таблица 7.5

Классификация автоматических линий

№	Признак	Наименование и краткая характеристика
1	Гибкость	1.1. Жесткие непереналаживаемые АЛ предназначенные для обработки одного изделия. 1.2. Переналаживаемые АЛ на определенную группу изделий одного наименования 1.3. Гибкие АЛ, состоящие из "обрабатывающих центров" гибких транспортно-складских систем с промышленными роботами и предназначенных для обработки любых деталей определенной номенклатуры и габаритов (например, корпусных деталей с габаритами от 100ґ 100ґ 100 до 600ґ 600ґ600)
2	Число одновременно обрабатываемых изделий	2.1. Автолинии поштучной обработки 2.2. Автолинии групповой обработки
3	Способ транспортировки изделия по АЛ	3.1. АЛ с непрерывной транспортировкой обрабатываемых изделий 3.2. АЛ с периодической транспортировкой
4	Кинематическая связь агрегатов (оборудования) АЛ	4.1. АЛ с жесткой связью агрегатов(например, ротор-транспортер, желоб и т.д.) 4.2. АЛ с гибкой связью агрегатов (гибкость обеспечивается наличием перед каждым агрегатом устройства для накопления и выдачи запаса изделий (бункеры, кассеты, пеналы, накопительные башни и т.д.))
5	Особенности транспортной системы	См таблицу 7.3. "Классификация транспортных средств"

При проектировании автоматических поточных линий выполняется ряд расчетов. В основном они не отличаются от расчетов неавтоматизированных линий, но имеются некоторые особенности.

Такт АПЛ определяется по формуле

где r - такт АПЛ (мин);
F н - номинальный годовой фонд времени работы линии в одну смену (час);
d см - число смен работы;
h - коэффициент технического использования АПЛ, учитывающий потери времени при различных неполадках в работе оборудования линий и затраты времени на подналадку;
Q вып - плановое задание (шт).

При величине нормы времени отдельной операции линии больше такта линии за такт принимают норму времени лимитирующей операции.

В бункерных (гибких) АЛ образуются заделы:

Компенсирующие;
- пульсирующие.

Компенсирующие заделы АПЛ (Z k) образуются при разной производительности сменных участков АПЛ:

,

где Т к - период времени для создания компенсирующего задела, т.е. промежуток времени непрерывной работы сменных участков АПЛ с разными тактами работы, мин;
r м и r б - меньший и больший такты работы смежных участков (операций) АПЛ, мин.

Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуска продукции. Их назначение - предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях АПЛ.

7.8. Гибкое интегрированное производство

Повышение нестабильности рынка, усиление конкурентной борьбы за потребителя между производителями, практически неограниченные возможности научно-технического прогресса привели к частой сменяемости продукта. Главным фактором в конкурентной борьбе стал фактор времени. Фирма, которая может за короткий срок довести идею до промышленного освоения и предложит потребителю высококачественный и относительно дешевый товар, становится победителем.

Быстрая сменяемость продукции и требования ее дешевизны при высоком качестве приводит к противоречию:

С одной стороны, низкие производственные издержки (при прочих равных условиях) обеспечиваются применением автоматических линий, специального оборудования;
- но с другой стороны, проектирование и изготовление такого оборудования нередко превышают 1,5-2 года (даже в настоящих условиях), то есть к моменту начала выпуска изделия оно уже морально устареет.

Применение же универсального оборудования (неавтоматического) увеличивает трудоемкость изготовления, то есть цену, что не приемлется рынком.

Такая ситуация возникла в 60-х годах нашего столетия и, естественно, перед станкостроительными фирмами стала задача создания нового оборудования, которое бы удовлетворяло следующим требованиям:

Универсальности, то есть легкой переналаживаемости (функциональной инвариантности);
- автоматизации;
- автоматической переналаживаемости по команде с управляющей вычислительной машины (УВМ);
- встраиваемости в автоматические линии и комплексы;
- высокой точности;
- высокой надежности;
- автоматической подналадки (корректировки) инструмента в процессе выполнения операции и т.д.

И такое оборудование было создано. К нему относятся:

- "обрабатывающие центры" механической обработки с УВМ (с многоинструментальными магазинами (до 100 и более инструментов), с точностью позицирования изделия относительно инструмента 0,25 мкм, с "умными супервизорами" функционирования всех систем, с активным контролем и автоматической подналадкой инструмента);
- промышленные роботы с программным управлением как универсальное средство манипулирования деталями, универсально-транспортные погрузочно-разгрузочные средства, а также переналаживаемые роботы-маляры, роботы-сварщики, роботы-сборщики и т.д.;
- лазерные раскройные установки, заменяющие сложнейшие комплексы холодной штамповки, которые сами определяют оптимальный раскрой материалов;
- термические многокамерные агрегаты, где в каждой отдельной камере производится термообработка или химико-термическая обработка по заданной программе;
- высокоточные трехкоординатные измерительные машины с программным управлением (на гранитных станинах, с износостойкими (алмазными, рубиновыми) измерителями);
- лазерные бесконтактные измерительные устройства и т.д.

Этот список можно продолжать довольно долго. На базе перечисленного оборудования созданы:

Вначале гибкие производственные модули ГИМ (обрабатывающий центр, робот-манипулятор, автоматизированный склад, УВМ);
- затем ГИК - гибкие интегрированные комплексы и линии;
- гибкие интегрированные участки, цехи, производства, заводы.

При создании гибкой производственной системы происходит интеграция:

Всего разнообразия изготовляемых деталей в группы обработки;
- оборудования;
- материальных потоков (заготовок, деталей, изделий, приспособлений, оснастки, основных и вспомогательных материалов);
- процессов создания и производства изделий от идеи до готовой продукции (происходит слияние воедино основных, вспомогательных и обслуживающих процессов производства);
- обслуживания за счет слияния всех обслуживающих процессов в единую систему;
- управления на основе системы УВМ, банков данных, пакетов прикладных программ, САПР, АСУ;
- потоков информации для принятия решения по всем подразделениям системы о наличии и применении материалов, заготовок, изделий, а также средств отображения информации;
- персонала за счет слияния профессий (конструктор-технолог-программист-организатор).

В результате системы ГИП имеют следующие структурные составные части:

Автоматизированную транспортно-складскую систему (АТСС);
- автоматическую систему инструментального обеспечения (АСИО);
- автоматическую систему удаления отходов (АСУО);
- автоматизированную систему обеспечения качества (АСОК);
- автоматизированную систему обеспечения надежности (АСОН);
- автоматизированную систему управления ГПС (АСУ ГПС);
- систему автоматизированного проектирования (САПР);
- автоматизированную систему технологической подготовки производства (АСТПП);
- автоматизированную систему оперативного планирования производства (АСОПП);
- автоматизированную систему содержания и обслуживания оборудования (АССОО);
- автоматизированную систему управления производством (АСУП).

Организация ГПС показана на примере гибкой автоматической линии по изготовлению корпусных деталей фирмы "Тойота" (блоков цилиндров автомобильных двигателей) (рис. 7.13).

Рис 7.13. Гибкая автоматическая линия обработки корпусных деталей

Гибкая автоматическая линия предназначена для обработки 80 наименований автомобильных блоков цилиндров, изготавливаемых по заказу в любой последовательности.

Линия состоит из следующих компонентов:

4-х обрабатывающих центров (1) с инструментальными барабанами с 40 инструментами;
- трехкоординатной измерительной машины с программным управлением (2);
- автоматической моечной машины (3);
- автоматической транспортно-складской системы, состоящей из двух вертикальных ячеистых автоматизированных складов (5, 6) с двумя роботами-штабелерами (7), автоматизированного двухдорожечного роликового транспортера с автономным приводом на каждый ролик (8);
- пульта управления линией с УВМ (9);
- рабочего места подготовки инструментальных барабанов (10);
- автоматизированной системы удаления отходов (11);
- транспортера заготовок (12).

Заготовки с обработанными базовыми (технологическими) поверхностями поступают по транспортеру 12 на шариковый стол, где с помощью ручного манипулятора устанавливаются на специальные приспособления - "спутники" (палеты). На каждую заготовку приклеивается магнитный информационный носитель, в котором содержится информация о заготовке (номер, материал и т.д.). По команде оператора робот-штабелер устанавливает "спутник" с закрепленной на нем заготовкой в любую свободную ячейку склада заготовок. Считывающее устройство ячейки передает информацию на УВМ участка.

При освобождении от работы любого обрабатывающего центра 1 УВМ линии, в соответствии с оперативным планом производства, переданным с УВМ участка изготовления блоков цилиндров, дает команду роботу-штабелеру 7 склада заготовок 6 на подачу в обработку очередной заготовки определенного типоразмера.

Робот-штабелер извлекает спутник с необходимой заготовкой из ячейки склада и устанавливает на одну из дорожек автоматического транспортера, который получает команду от УВМ о доставке "спутника" с заготовкой к свободному обрабатывающему центру (ОЦ). Остановка заготовки против заданного ОЦ достигается вращением роликов транспортера с автономными приводами от склада до заданного места, а остальные ролики остаются неподвижными.

Одновременно с командой роботу-штабелеру на подачу заготовки УВМ переписывает программу обработки указанной заготовки на программоноситель обрабатывающего центра, который за время движения заготовки по транспортной системе меняет инструмент для выполнения первого перехода операции и устанавливает необходимые режимы обработки, то есть полностью подготовлен для работы с новой (совершенно другой по параметрам обработки) заготовки.

Робот-манипулятор 4, также по команде УВМ, перемещается по рельсовой дорожке к свободному обрабатывающему центру и производит перегрузку с транспортера 8 на рабочий стол обрабатывающего центра, где автоматически (с помощью байонетных зажимов) "спутник" с заготовкой закрепляется и производится полная обработка блока цилиндров.

По окончании обработки "спутник" с готовой деталью перегружается на транспортер, а с транспортера - в моечную машину 3. После мойки и сушки таким же образом обработанная деталь поступает на контрольную машину, где контролируется по программе, переданной с УВМ.

В случае соответствия параметров с заданными готовая деталь поступает по транспортной системе в склад готовых изделий, о чем получают информацию УВМ линии.

Перед помещением в склад готовых изделий оператор снимает готовую деталь со "спутника", который возвращается на склад заготовок.

В случае, если контролируемые параметры изделия не соответствуют заданным, контрольная машина вызывает оператора, который принимает решение. При необходимости по команде оператора контрольная машина распечатывает результаты контроля.

С целью экономии рабочего времени контроль за состоянием инструментов в инструментальном барабане и его смена производится вне обрабатывающего центра на специальном рабочем месте. Для этого инструментальный барабан снимается мостовым краном со специальным поворотным устройством и тут же устанавливается новый барабан.

Контроль и настройка инструмента (в специальных инструментальных державках) производится с помощью инструментального микроскопа.

Обслуживают участок 3 человека:

Инженер-оператор (он же наладчик, оператор УВМ, программист и контролер);
- рабочий склада заготовок и готовых изделий;
- рабочий-инструментальщик.

Использование ГПС приводит к полному изменению подходов к проектированию, освоению и серийному производству, а также планированию производства (в том числе и оперативному).

Однако стоимость такой ГПС очень велика и требуется тщательная экономическая проработка эффективности ее применения.

Производственная структура ГПС приведена на рис 7.14 (сравните с рис. 7.3 и 7.4).

Рис 7.14. Производственная структура гибкой производственной системы (фрагмент)

Предыдущая