Технико-экономическая характеристика типов производства 3 страница

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одного наименования без повторного изготовления, K _з.о > 40 (K _з.о – коэффициент закрепления операций за рабочим местом).

В серийном производстве изделия изготовляются периодически повторяющимися партиями. В зависимости от количества изделий в партии и K _з.о различают мелкосерийное производство (K _з.о = 21…40), среднесерийное (K _з.о = 11…20) и крупносерийное (K _з.о = 2…10).

Массовое производство характеризуется непрерывным из­готовлением изделий одного наименования, на большинстве ра­бочих мест выполняется одна повторяющаяся операция
(K _з.о = 1).

На машиностроительных предприятиях тип производства определяется преобладающим типом производственных процессов.

Производственным циклом Т_цназывается интервал рабочего или кален­дарного времени от начала до конца производственного процесса независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей или изделий.

Технологический цикл Т_т – длительность выполнения технологического процесса.

Операционный цикл Т_оп– длительность выполнения операции над пар­тией деталей.

Норма времени на операцию – длительность выполнения операции над единицей продукции.

Структура производственного цикла представлена на рис. 1, где Т _е – время естественных процессов (охлаждение, сушка); Т_осн – время основных технологических операций;
Т ¢ _всп – время вспомогательных процессов, не перекрываемых основным временем; Т _обс – время организационного и технического обслуживания; Т _отл – время на отдых и естественные надобности; Т _п.з – время на подготовку и завершение задания, знакомство с работой и техдокументацией, наладку оборудования, сдачу продукции; Т_к – время контрольных операций;
Т_парт – пролеживание предметов труда в ожидании окончания обработки всей партии на операции; Т_ож– пролеживание предмета труда вследствие различия в трудоемкости двух смежных операций; Т _компл – время создания комплекта необходимых элементов (частей) единого целого (например, сборка формы при литье); Т _тран – время межоперационной транспортировки, складирования; Т _обор – пролеживание партии деталей в линейных (межцеховых, межучастковых) заделах; Т _вн.см – время внутрисменных перерывов; Т _{м см} – время междусменных перерывов (Т_к, Т часто объединяют в межоперационные перерывы – Т_м.о).

Рис. 1. Структура производственного цикла

Производственный цикл является важным показателем эффективности производства, по его нормативной величине устанавливается норматив неза­вершенного производства, т.е. количество продукции, находящейся на всех стадиях процесса производства.

Технологический цикл представляет собой суммарное время выполне­ния всех технологических операций данного техпроцесса, т.е. Т_тесть сумма операционных циклов Т _{оп i}:

Т _т =

где m – общее число операций в многооперационном техпроцессе над изде­лием данного наименования.

Длительность Т _т многооперационного процесса зависит от степени па­раллельности выполнения смежных операций над партией изделий.

В простом процессе движение партии изделий по операциям может быть организовано как последовательное, параллельное и параллельно-последовательное.

При последовательном движении партия изделий п передается с опера­ции на операцию целиком, т.е. размер передаточной (транспортной) партии р = п. Тогда

Т _т.посл = n

где t _{шт i} – норма времени на i -й операции;

С _{p i} – число рабочих мест на i -й операции;

п – количество изделий в производственной партии, шт.

Достоинства данного вида движения – отсутствие пере­ры­вов в работе оборудования и рабочего на операциях, высокая загрузка их в течение смены. Но Т _т.посл – самый продолжительный.

При параллельном движении одновременно все операции выполняются над разными единицами партии п, каждая единица проходит через все опера­ции техпроцесса непрерывно, независимо от других единиц.

Время движения партии изделий по всем операциям технологического процесса минимально:

Недостатки этого вида движения: на всех операциях, кроме максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами. Только для синхронного процесса, в котором длительности операций равны или кратны друг другу, используют данный вид движения, т.е. = … = const.

Параллельно-последовательное движение характеризуется частичной параллельностью выполнения отдельных операций, непрерывностью выполнения каждой операции над всей партией изделий n, межоперационной передачей изделий либо поштучно, либо частями партии. Для обеспечения непрерывности обработки на операции необходимо соблюдение следующих условий: при равенстве норм времени на смежных операциях (t _{шт i} = t _{шт j}) либо при t _{шт i} < t _{шт j} изделия на последующую j -ю операцию передаются поштучно; но при t _{шт i} > t _{шт j} передача осуществляется частями (транспортными либо передаточными партиями). Тогда

Т _{т.пар.-посл} = n

По сравнению с последовательным движением при параллельно-последовательном движении достигается сокращение цикла Т _т за счет частичного параллельного выполнения работ на смежных операциях, поэтому используется данный вид движения при условии большого числа изделий в партии n и большой продолжительности операций t _шт.

Производственный цикл Т _ц включает в себя кроме Т _т другие составляющие: время естественных процессов и время перерывов нетехнологического цикла, внутри- и межсменных перерывов. Тогда длительность (в календарных днях)

Т _ц =

где Т _т – длительность технологического цикла при соответствующем виде движения партии изделий, ч;

Т _м.о – продолжительность межоперационных перерывов;

S – число смен в сутках на предприятии;

q – длительность одной смены, ч;

ƒ – коэффициент перевода рабочего времени в календарное;

Т _ест – время естественных процессов, ч.

Коэффициент параллельности показывает сокращение длительности производственного цикла при параллельном движении по сравнению с последовательным:

K _пар = .

1.3.2. Организация производственных процессов
в пространстве. Производственная структура
предприятия

Производственная структура машиностроительного предприятия – это состав цехов, производственных участков, вспомогательных и обслуживающих подразделений и формы их производственных взаимосвязей.

Цех – организационно обособленное подразделение предприятия, состоящее из ряда производственных и вспомогательных участков и обслуживающих звеньев. Цех выполняет операции, обусловленные характером кооперации труда внутри предприятия. На большинстве промышленных предприятий цех является их основной структурной единицей. Часть мелких и средних предприятий может быть построена по бесцеховой структуре. В этом случае предприятие делится непосредственно на производственные участки. Некоторые наиболее крупные предприятия в организационно-административном отношении строятся по корпусной системе на основе объединения под единым руководством ряда цехов, хозяйств.

К цехам основного производства относятся цехи, изготовляющие основную продукцию предприятия. Это заготовительные (литейные, кузнечнопрессовые и др.), обрабатывающие (механической обработки деталей, холодной штамповки, термической и др.), сборочные цехи.

К вспомогательным относятся цехи, которые способствуют выпуску основной продукции, создавая условия для нормальной работы основных цехов. Это цехи: инструментальные, ремонтно-механические, ремонтно-энергетические, ремонтно-строительные, модельные, штамповые и др.

Подсобные цехи осуществляют подготовку основных материалов для основных цехов, изготовляют тару для упаковки продукции.

К обслуживающим хозяйствам производственного назначения относятся: складское хозяйство, транспортное хозяйство, санитарно-техническое хозяйство, ЦЗЛ.

Производственная структура предприятия приведена на рис. 2.

Производственная структура предприятия определяет разде­ление труда между его цехами и обслуживающими хозяйства­ми, т.е. внутризаводскую специализацию и кооперирование произ­­водства. Специализация принимает следующие формы: тех­­­­нологическую, предметную или предметно-технологиче­скую.

При технологической специализации предприятие (цех, участок) выполняет определенные технологические процессы (литейные, сборочные, механические).

Рис. 2. Производственная структура предприятия

Преимущества этой формы специализации: применяются наибо­лее прогрессивные и рациональные техпроцессы с более полной загрузкой оборудования, площадей, персонала, материалов. В результате этого обеспе­чивается более низкая себестоимость изготовления. За счет большей гибко­сти облегчается обновление продукции.

Недостатки: усложняется и удорожается кооперирование внутри предприятия и вне его; ограничивается персональная ответственность за ре­зультат деятельности по качеству, срокам поставки. Применяется такая спе­циализация в единичном и мелкосерийном производстве.

При предметной специализации на предприятии (в цехе, на участке) из­готовляется законченное изделие, сборочная единица или деталь (шасси, ва­лы, шестерни).

Преимущества данной формы специализации: сокращается и уп­рощается внутреннее и внешнее кооперирование, повышается ответствен­ность за качество и дисциплину поставок, облегчается внедрение поточных методов и комплексной механизации, сокращается длительность циклов, уп­рощается планирование, повышается производительность.

Недостатки: усложняется переход на новый выпуск продукции (требуется новое оборудование, перепланировка).

Применяется предметная специализация в массовом и серийном произ­водстве.

Предметная форма специализации имеет две разновидности: предметно-замкнутую (обработка предметов труда относительно узкой номенклатуры с применением типовых технологических процессов) и предметно-груп-
по­вую (обработка предметов труда более широкой номенклатуры, родственных по конструктивно-технологическим и организа­ционно-плановым признакам).

1.3.3. Организационные формы производственных
процессов

1.3.3.1. Непоточные формы организации
производственных процессов

Выбор предприятием стратегии организации производства, ориентиро­ванной на процесс, наиболее распространен в ма­шиностроении.

В условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства применяются главным образом непоточные формы организации производ­ственного процесса.

Широкая номенклатура выпуска и небольшое количество изготовляемой продукции в пределах каждой номенклатурной позиции плана не позволяют обеспечить полную загрузку рабочих мест и их узкую специализацию.

Пути организации производственных процессов:

1. Групповое расположение оборудования (технологическая специали­зация), маршрутный технологический процесс.

2. Произвольное (свободное) расположение оборудования в условиях гибкого производства. Концентрация операций на одном рабочем месте при­водит к сочетанию преимуществ технологической и предметной специализа­ции.

3. Организация предметно-замкнутых участков (ПЗУ) с предметным принципом специализации. Возможно построение ПЗУ со свободным мар­шрутом движения изделий либо с однонаправленным (поточным) перемеще­нием изделий по оборудованию (переходная форма от непоточной к поточ­ной).

При групповом расположении оборудования количество потребного оборудования в каждой группе

n _{об.расч} = ,

где N _i – программа запуска i -го изделия;

t_ij – норма времени на изготовление единицы i -го изделия по j -му ви­ду работ;

K_в.н – коэффициент выполнения норм времени по j-му виду работ;

Ф_д – действительный фонд времени работы оборудования, ч.

Потребное количество оборудования сопоставляется с фак­тическим (принятым) количеством по данной группе, и рассчитывается коэффициент загрузки оборудования

K _з =

При построении производственного процесса по принципу концентрации операций количество оборудования

n _об =

где K _п – коэффициент, учитывающий потери времени по организационно-техническим причинам;

q_ч – часовая (цикловая) производительность оборудования, шт./ч.

q _ч =

где N_ц – количество изделий, обрабатываемых за цикл, шт.;

Т_ц – длительность цикла изготовления изделия, ч.

ПЗУ обеспечивают замкнутый цикл изготовления изделий. Номенклатура изделий для ПЗУ меньше, стабильность выпуска выше.

1.3.3.2. Организация поточного производства

Рассмотрим признаки, преимущества и классификацию поточного производства.

Такт – промежуток времени между запуском (выпуском) смежных предметов труда на линии:

r =

где – действительный фонд времени работы линии с учетом потерь на регламентированные перерывы (в смену, сутки, месяц);

N _зап – количество запускаемых на поточную линию предметов труда за тот же период времени, шт.

С учетом регламентированных перерывов (Т _пер) и планируемого уровня потерь предметов труда по техническим причинам (брак, разрушающий контроль) такт

r =

где Т _см – продолжительность смены, мин;

Т _пер – время перерывов в смену, мин;

N _вып.см – сменная программа выпуска, шт.;

а – процент потерь по техническим причинам. В случае, когда передача по операциям осуществляется транспортными партиями, рассчитывается ритм поточной линии:

R = rp,

где р – величина транспортной (передаточной) партии.

Непрерывно-поточные линии (НПЛ) используются при полной синхронизации процесса в массовом и крупносерийном производстве. Обеспечивается непрерывная загрузка оборудования и рабочих.

Синхронизация операций – деление техпроцесса на операции, по продолжительности равные или кратные такту потока. Способы синхронизации операций: дифференциация, концентрация, комбинирование.

Необходимое число рабочих мест (единиц оборудования) для каждой операции

С _{р i расч} =

где t _{шт i} – штучное время на i -й операции, мин.

При неполной синхронизации С _{р i расч} не равно целому числу, поэтому его увеличивают до ближайшего целого числа и определяют С _{р i прин} (принятое).

Далее рассчитывают коэффициент загрузки рабочих мест на каждой операции:

и средний коэффициент загрузки рабочих мест на поточной линии:

K _{з i ср}= .

В массовом производстве K _з.ср ≥ 80...85 %, в серийно-по­точ­ном – 70…75 %. K _з не может быть > 1.

Распределительный конвейер – линия, оснащенная механическим транспортом, адресующая предметы труда по рабочим местам. Сама работа производится на стационарных рабочих местах у конвейера.

Для таких конвейеров необходимо определить шаг конвейера (l ₀) – расстояние между осями двух рядом расположенных предметов труда на конвейере, м. Шаг конвейера l ₀ определяется габаритами изделия, корректируется с учетом до­пустимой скорости конвейера (от 0, 1 до 4, 0 м/мин):

V_к =

где V_к – скорость движения конвейера, м/мин.

Длина рабочей части конвейера L _p.к определяется на основе его планировки и вариантов расположения оборудования (вдоль конвейера, шахматный порядок промежутков между рабочими местами для обслуживания).

В общем случае L _p.к = l ₀

Длина формовочно-заливочно-выбивного конвейера

L _р.к = L _форм + L _зал + L _охл + L _выб,

где L _форм – длина формовочного участка, м.

L _форм =

L _форм определяется по габаритам формовочных машин.

Длина участка заливки

где t _шт1 – время заливки одной формы, с;

t _шт2 – время перехода рабочего от залитой к незалитой форме, с;

П_ф – число форм, заливаемых из одного ковша, шт.

Длина участка охлаждения (L _охл) зависит от типа металла отливки и ее массы; определяется по справочникам.

Длина участка выбивки (L _выб) берется равной 8–12 м и зависит от конструкции и габаритов выбивной решетки.

Скорость литейного конвейера

V_к.лит =

где K _зап – коэффициент запаса скорости конвейера по незалитым формам, K _зап = 1, 15…1, 2;

b – количество форм, установленных на одной платформе, шт.

Темп потока (его пропускная способность) – это количество изделий, выпускаемых с линии за единицу времени:

Р _пот =

Рабочий конвейер перемещает предметы труда по линии, регламентируя его ритм, и служит местом выполнения операций, предметы труда не снимаются с конвейера.

Различают поточные линии с непрерывным и прерывным (пульсирующим) движением конвейера.

Длина рабочего конвейера

L _к.р = L _н.з + L _{рез i},

где L _н.з – длина резервной зоны конвейера, м;

L _н.з = = l ₀C_{p i} ;

L _{рез i} – длина нормальной зоны на i -й операции, м.

L _{рез i} = l ₀D i,

где D i – число резервных делений на конвейере, которое учитывает отклонения во времени выполнения i- й операции.

Однопредметные прерывно-поточные прямоточные линии (ОППЛ) используются при отсутствии синхронности процесса на всех операциях (синхронность достигнута только на части операций); применяется комбинированная загрузка рабочих на недогруженном оборудовании путем совмещения операций. Устанавливается период обслуживания, называемый периодом комплектования, зависящий от уровня ритмичности, характеристик транспортных средств и др.

Вследствие различия в производительности на смежных рабочих местах образуются межоперационные оборотные заделы. Их изменение определяется по формуле

З_{об ij} = ±

где З_{об ij} –межоперационный оборотный задел, шт.;

Т _п – период времени, в течение которого количество работающего оборудования на смежных операциях не изменяется, ч (мин);

С _{p i} , C _{p j} – количество работающих рабочих мест на смежных операциях;

t _штi, t _{шт j} – норма времени на смежных операциях, ч (мин).

По рассчитанным заделам строится эпюра их изменения с учетом знака (±) – уменьшения или увеличения.

На каждой операции обработка предметов труда ведется непрерывно, а на последующие – они подаются частично (транспортными партиями), чаще всего поштучно, транспортными средствами (скатами, складами, желобами, рольгангами), работающими со свободными ритмом, либо применяются распределительные конвейеры.

Для того чтобы свести к минимуму наличие оборотных заделов и время простоев оборудования и рабочих, устанавливается регламент работы линии, для чего определяются следующие календарно-плановые нормативы:

– укрупненный такт (ритм) поточной линии;

– число рабочих мест по операциям и по всей поточной линии;

– стандарт – план работы поточной линии;

– размер и динамика движения межоперационных оборотных заделов.

Расчет укрупненного такта (ритма) поточной линии ведется аналогично такта однопредметной непрерывно-поточной линии, аналогично определяется число рабочих мест (единиц оборудования), коэффициент их загрузки (при этом средневзвешенный коэффициент не должен быть ниже 0, 75). Стандарт – план ОППЛ составляется на период комплектования. В практической деятельности за величину периода комплектования на ОППЛ принимается одна смена (Т _компл = 480 мин) или пол смены (Т _компл = 240 мин).

Стандарт – план поточной линии строится в виде таблицы (рис. 3). В этой таблице записываются все операции техпроцесса и нормы времени их выполнения; проставляется такт (ритм) потока и определяется необходимое число рабочих мест

Номер операции

Операция

Норма времени t, мин

Такт r пр, мин/шт.

Число рабочих мест

Номер рабочего места

Загрузка рабочих мест

Количество рабочих на операции

Обозначение рабочих

Порядок обслуживания рабочих мест

График работы оборудования и перехода рабочих за период оборота линии, равный 0, 5 смены, или 240 мин

Выпуск изделий за Т об = 240 мин

по расчету

принято

%

мин

Токарная

1, 9

1, 6

1, 19

45, 6

А Б

2+6

Сверлильная

1, 1

1, 6

0, 69

165, 6

В

3+5

Фрезерная

2, 1

1, 6

1, 31

74, 4

Г   В

5+3

Шлифовальная

1, 3

1, 6

0, 81

194, 4

Б

6+2

Итого

–––––– – время работы оборудования;