В машиностроении различают три типа производства: массовое, серийное, единичное (ГОСТ 14.004-83). Отношение числа всех различных технологических операций О, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест Р называют коэффициентом закрепления операций
Кз.о.=О/Р
Коэффициент закрепления операций является одной из основных характеристик типа производства.
Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Для массового производства Кзо = 1. Продукция массового производства — изделия узкой номенклатуры и стандартного типа, выпускаемые для широкого сбыта потребителю (автомобили, тракторы, электродвигатели и т.д.). Особенностями этого производства являются: расположение оборудования в технологической последовательности (по ходу ТП); выполнение каждой технологической операции осуществляется на предварительно налаженном оборудовании, которое не переналаживают для выполнения других операций; применение специального оборудования и иных специальных СТО.
|
|
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 крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное производства. Для крупносерийного производства 1 < Кз.о. £ 10, для среднесерийного 10 < Кзо £ 20, для мелкосерийного 20 < Кз.о. £ 40. Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа (металлорежущие станки, насосы, компрессоры, авиационные двигатели и т.п.), выпускаемые в значительных количествах.
В крупносерийном производстве оборудование располагают по изготовляемым предметам и в ряде случаев в соответствии с выполняемым ТП. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках, в пределах технологических возможностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций. Применяют специальные, специализированные и универсальные СТО (оборудование, инструмент и т.д.). Размер производственной партии в крупносерийном производстве обычно составляет несколько сотен деталей.
В среднесерийном производстве, обычно именуемом серийным, оборудование располагают в соответствии с последовательностью выполнения этапов обработки заготовок. За каждой единицей оборудования закрепляют несколько технологических операций, для выполнения которых проводят переналадку оборудования. Применяют специализированные и универсальные СТО. Размер производственной партии — от нескольких десятков до сотен деталей.
|
|
В мелкосерийном производстве оборудование располагается по типам (участок токарных станков, участок фрезерных станков и т.д.). Оборудование специально не настраивают для выполнения каждой технологической операции. Преимущественно применяют универсальные СТО. Размер производственной партии обычно составляет несколько единиц.
Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусмотрено. Изделия выпускаются широкой номенклатуры в относительно малых количествах и часто индивидуально. Изготовление изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. Продукция единичного производства — машины, не имеющие широкого применения и изготовляемые по индивидуальным заказам, предусматривающим выполнение специальных требований (опытные образцы машин в различных отраслях машиностроения, крупные гидротурбины, уникальные металлорежущие станки, прокатные станы и т.д.). Технологическое оборудование располагают по типам. На рабочих местах выполняют разнообразные операции без их периодического повторения, для их выполнения оборудование специально не настраивают. Применяют универсальные (общего назначения) СТО.
Деление производства по типам относительно. На одном и том же предприятии, осуществляющем, например, серийный выпуск продукции, отдельные цехи могут работать в условиях крупносерийного или даже массового производства.
В машиностроении применяют два метода работы: поточный и непоточный. Поточный метод наиболее полно реализуется в одноименном производстве. Поточное производство характеризуется расположением СТО в последовательности выполнения операций ТП и определенным интервалом выпуска изделий. Интервал времени, через который периодически производят выпуск изделий или заготовок определенных наименований, типоразмера и исполнения, называют тактом выпуска tд:
tд = 60Фд / N,
где Фд — действительный фонд времени в планируемом периоде (год, месяц, сутки, смена), ч; N — объем выпуска за этот же период, шт.
Действительный фонд времени работы оборудования учитывает потери времени на ремонт оборудования и этим отличается от номинального (календарного) фонда времени.
Номинальный годовой фонд времени работы оборудования составляет 2070 ч для работы в одну смену, 4140 ч для двух смен и 6210 ч для трех смен. Действительный годовой фонд времени работы оборудования для одной, двух и трех смен составляет соответственно 2030, 4015 и 5965 ч. Номинальный фонд времени для рабочих составляет 2070 ч, а действительный — 1860 ч (при 15-дневном отпуске).
При поточном методе основной организационной формой работы является поточная линия. В поточной линии на каждом рабочем месте выполняют одну технологическую операцию, а оборудование располагают по ходу ТП. На каждой линии производят обработку отдельной детали (сборку отдельного изделия или его составной части). Если длительность операции на всех рабочих местах одинакова, то работа на линии выполняется с непрерывной передачей объекта производства с одного рабочего места на другое (непрерывным потоком). Достигнуть равенства штучного времени на всех операциях не удается. Это предопределяет технологически неизбежное различие загрузки оборудования по рабочим местам поточной линии.
В общем случае условием организации потока является кратность времени выполнения каждой технологической операции такту выпуска:
|
|
где tштi, - штучное время i -й технологической операции.
Приведение длительности операций к указанному условию называют синхронизацией. При выполнении синхронизации иногда возникает необходимость соответствующего расчленения ТП на операции и в некоторых случаях дублирования станков. Поточный метод в форме непрерывного потока характерен для массового и крупносерийного производств. При значительных объемах выпуска, соответствующих указанным типам производства, в процессе синхронизации наиболее часто возникает необходимость уменьшения длительности операций. Это достигается за счет дифференциации и совмещения во времени переходов, входящих в состав технологических операций. В массовом и крупносерийном производствах при необходимости каждый из технологических переходов может быть выделен в отдельную операцию, если будет выполнено условие синхронизации. За время, равное такту выпуска, с поточной линии сходит единица продукции. Производительность труда, соответствующая выделенному производственному участку (линии, участку, цеху), определяется ритмом выпуска. Ритм выпуска — количество изделий (или заготовок) определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемое в единицу времени. Обеспечение заданного ритма выпуска является важнейшей задачей при проектировании ТП массового и крупносерийного производств.
В серийном производстве организовать непрерывный поток изготавливаемых изделий часто невозможно из-за низкой загрузки оборудования поточных линий в условиях небольших объемов выпуска. Кроме того, даже при массовом и крупносерийном производствах при большом различии штучного времени отдельные рабочие места могут иметь малую загрузку. В этих случаях применяют модификацию поточного метода, именуемую переменно-поточным методом.
При переменно-поточном методе за каждым станком линии (участка) закреплено по несколько операций для технологически однотипных деталей, запускаемых в производство попеременно. В течение определенного периода времени (обычно несколько смен) на линии ведется обработка заготовок определенного типоразмера. Затем, линию переналаживают для обработки закрепленных за данной линией заготовок другого типоразмера СТО, например приспособления на переменно-поточных линиях постоянно закреплены на технологическом оборудовании. Приспособления конструируют так, чтобы в них можно было обрабатывать заготовки любых типоразмеров закрепленной группы. Это значительно сокращает время переналадки линии, которую обычно выполняют в перерыве между сменами. Располагая оборудование по ходу ТП, получают движение деталей от одного рабочего места к другому, хотя и прерывистое (партиями), но поточное (прямоточное). Пропуская через группу рабочих мест (последовательность технологического оборудования) сменяемые партии деталей, получают непрерывно-поточное (в пределах одной партии) производство с поштучной передачей деталей от одного рабочего места к другому. Для повышения загрузки оборудования в серийном производстве применяют многономенклатурные поточные линии (переменно-поточные, групповые, предметно-замкнутые участки линий).
|
|
При групповой обработке на каждом рабочем месте линии одновременно выполняют несколько операций разных ТП. Это обеспечивается применением специальных многоместных приспособлений. При групповой обработке повышается загрузка оборудования, а линия работает без переналадки оборудования. Число деталей в группе обычно составляет 2...8. Переменно-поточную и групповую обработку (сборку) выполняют на обычных и автоматических линиях.
Для обработки конструктивно и технологически сходных заготовок применяют предметно-замкнутые участки. ТП обработки этих заготовок имеют одинаковую структуру, однородные операции и одинаковую последовательность их выполнения и строятся на основе обобщения ТП изготовления деталей со сходными конструктивно-технологическими параметрами.
Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования, снижения трудоемкости изготовления изделий, простоту управления производством.
В серийном производстве при построении технологических операций применяют как дифференциацию, так и концентрацию технологических переходов. Структура операции формируется в результате компромисса указанных принципов с учетом конкретных условий и методов работы. Применение поточного метода в серийном производстве требует, как правило, при построении операций приоритета дифференциации переходов.
При незначительных объемах выпуска, частых сменах выпускаемых изделий, а также невозможности использования поточного метода применяют непоточный метод работы. Этот метод используют в условиях серийного производства, он является наиболее характерным для мелкосерийного и единичного производств. При непоточном методе работы строгого закрепления операций за конкретными рабочими местами не проводят, длительность операций не синхронизируют по такту выпуска, на рабочих местах создают заделы заготовок (сборочных единиц), необходимые для обеспечения загрузки рабочих мест. При непоточном методе работы стремятся на каждом рабочем месте осуществить максимальное технологическое воздействие на предмет труда, уменьшить число операций в ТП, строить технологические операции на основе концентрации переходов. Степень концентрации возрастает по мере уменьшения объема выпуска.
Характеристики производства отражены в решениях, принимаемых при технологической подготовке производства.