Типы производства и методы работы

Техническая норма времени

Трудоемкость и себестоимость выполнения технологических опера­ций являются критериями эффективности спроектированного тех­нологического процесса. Трудоемкости выполнения операций опре­деляются расчетом на основе технических норм.

Нормой времени называют время, необходимое для выполнения работы (операции) в определенных организационно-технических условиях исходя из рационального использования производственных возможностей оборудования и рабочего места и с учетом передового производственного опыта. Норма времени выражается в часах или в минутах и устанавливается для каждой технологической операции.

Технической нормой выработки называют величину, обратную норме времени. Норма выработки выражает количество изделий (деталей), выпускаемых в единицу времени.

Различают три метода установления норм: 1) на основе изуче­ния затрат рабочего времени наблюдением; 2) по нормативам; 3) сравнением и расчетом по типовым нормам. При первом методе норму времени устанавливают путем изучения затрат времени непосредственно в производственных условиях на рабочих местах. Этот метод используют для обобщения передового опыта и для разработки нормативов. При втором методе производят расчет длительности операции, используя нормативы длительности выпол­нения отдельных элементов работы (операции). При третьем методе нормирование операции осуществляется приближенно с использо­ванием типовых норм. Первые два метода нормирования применяют в серийном и массовом производстве, третий метод — в единичном и мелкосерийном.

Норма времени на выполнение операции по обработке одной заготовки или по сборке одной сборочной единицы называется штучным временем.

Штучное время t _ш для неавтоматизированного производства состоит из нескольких элементов:

t _ш = t _o + t _в + t _т + t _орг + t _п, (1.1)

где t _o – основное (технологическое) время; t _в – вспомогательное время; t _т – время технического обслуживания рабочего места; t _орг – время организационного обслуживания рабочего места; t _п – время перерыва.

Основное время t _o — время, затрачиваемое на непо­средственное изменение размеров, формы, физико-механических свойств или внешнего вида обрабатываемой заготовки (станочная, кузнечная, слесарная и другая обработка), или время, затрачивае­мое па соединение деталей при сборочных работах. При обработке на станках основное время определяют расчетным методом по фор­муле

, (1.2)

где l _p – расчетная длина обработки, мм (длина хода инструмента в направлении подачи); i – число рабочих ходов инструмента; S _м – минутная подача инструмента, мм/мин.

При ручном подводе инструмента расчетная длина обработки представляет собой сумму собственно длины обработки l, размера врезания инструмента l _в и размера схода (сбега) инструмента l _сх:

l _p = l + l _в + l _сх. (1.3)

На рис. 1.3, а показана схема определения расчетной длины обработки для случая продольного точения.

При автоматическом цикле обработки следует учитывать путь холостого подхода l _п инструмента к заготовке для облегчения ра­боты инструмента в начале резания. На рис. 1.3, б показан путь l _п при точении на многорезцовом токарном полуавтомате. На рис. 1.3, в — при продольном фрезеровании, на рис. 1.3, г — при сверле­нии. В этом случае расчетная длина

l _p = l + l _п + l _в + l _сх (1.4)

Значения величин l _п, l _в и l _сх берут по нормативным таблицам. Значение l _в можно определить и расчетным путем. Например, при продольном точении по схеме, показанной на рис. 1.3, а, l _в = t ctg φ, где t – глубина резания; при фрезеровании паза (рис. 1.3, в) , где t – глубина паза; d – диаметр фрезы; при сверлении отверстия стандартным сверлом (рис. 1.3, г) l _в = 0,3 d, где d – диаметр сверла.

Рис. 1.3. Схемы определения расчетной длины обработки для случая а - продольного точения; б – при обработке на много резцовом токарном автомате; в – при продольном фрезеровании; г – при сверлении.

Вспомогательное время — время, затрачивае­мое на различные действия, обеспечивающие выполнение элементов работы, относящихся к основному времени, например на установку и снятие заготовки или собираемого узла, на пуск и останов станка или подъемника, на переключение режимов обработки в процессе выполнения операции, на

промеры заготовок или контроль качества сборки узла и др. Вспомогательное время может быть неперекрываемым и перекрываемым. Если вспомогательные работы выполняют не в процессе обработки (например, снятие обработанной заготовки и установка другой для обработки), то такое вспомогательное время называют неперекрываемым. Если же часть вспо­могательных работ производят в процессе выполнения основной работы, то эта часть вспомогательного времени называется пере­крываемой. При расчете нормы времени учитывают лишь ту часть вспомогательного времени, которая не может быть пере­крыта машинным временем. Вспомогательное время рассчитывают в соответствии с действующими на данном предприятии нормати­вами по эмпирическим формулам или на основании хронометражных наблюдений.

Сумма основного времени t _o и вспомогательного неперекрываемого времени t' _в называется оперативным временем

t _оп = t _о +t ' _в (1.5)

Оперативное время затрачивается на выполнение каждой опе­рации н представляет собой основную часть технической нормы.

Время технического обслуживания t _т за­трачивается рабочим на смену инструмента, па правку инструмента (например, шлифовальных кругов), на регулировку и подналадку станка и другие действия, связанные с уходом за рабочим местом при выполнении заданной работы.

Время организационного обслуживания t _орг включает затраты времени рабочего на уход за рабочим местом в течение смены (смазка и чистка механизмов, раскладка и уборка инструмента в начале и в конце смены, уборка рабочего места).

Время технического и организационного обслуживания рабочего места устанавливают на основании нормативов и во многих слу­чаях определяют в процентах (до 4—8 %) к оперативному времени.

Время перерывов t _п на отдых, производственную гимнастику и личные надобности регламентируют законодатель­ством и исчисляют в процентах к оперативному времени. Для механических цехов t _п ≈ 2,5 % от оперативного времени.

Штучное время рассчитывают по формуле

t _ш = t _оп(1+α+β+γ), (1.6)

где α, β, γ – коэффициенты, характеризующие соответственно время технического обслуживания, время организационного обслуживания и время на отдых и личные надобности.

В серийном производстве при расчете норм времени на партию необходимо учитывать подготовительно-заключительное время.

Подготовительно-заключительное время t _п.з затрачивается ра­бочим перед началом обработки партии заготовок или партии сбо­рочных единиц и после окончания задания. К подготовительной работе относится: получение задания, ознакомление с работой, на­ладка оборудования, в том числе установка специального приспо­собления; к заключительной работе относится: сдача выполненной работы, снятие специального приспособления и режущего инстру­мента, приведение в порядок оборудования и т. д. Подготовительно-заключительное время зависит от сложности задания, в частности от сложности наладки оборудования, и не зависит от размера партии.

В массовом производстве в силу повторяемости одной и той же операции необходимость в работах, выполняемых в подготовитель­но- заключительное время, отпадает.

В единичном производстве подготовительно-заключительное время включается в штучное время.

В серийном производстве норму времени на обработку партии заготовок или сборку партии сборочных единиц рассчитывают по формуле

Т _п = t _ш п + t _п.з (1.7)

где п – размер партии.

Штучное время и подготовительно-заключительное время на выполнение операции над одной деталью образуют норму штучно-калькуляционного времени

t _ш.к = t _ш + t _п.з/ п. (1.8)

На основе норм времени определяют расценки выполняемых операций, рассчитывают потребное количество оборудования для выполнения программы, осуществляют планирование производственного процесса.

Под типом производства понимается организационно-технологическая характеристика производственного процесса. Различают три типа производства: массовое, серийное и единичное.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой ч большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых в течение продолжительного времени. В массо­вом производстве на каждом рабочем месте выполняется одна неиз­ящно повторяющаяся операция. Масштаб производства в сочета­нии с трудоемкостью операции должен обеспечить полную загрузку рабочего места только одной операцией. Массовому производству свойственны следующие особенности: расположение оборудования в последовательности выполнения операций; применение высоко­производительного оборудования, специальных приспособлений и инструмента; широкое использование транспортных устройств для передачи заготовок вдоль поточной линии; механизация и авто­матизация технического контроля; короткие грузопотоки на линии обработки; наименьшая длительность производственного цикла, т. е. наименьший интервал календарного времени от начала до окончания процесса изготовления или ремонта изделия (части изделия).

Наиболее совершенной формой организации массового произ­водства является прохождение заготовок по всем операциям без задержек, т. е. н е - п р е р ы в н ы м потоком. Для организации непрерывно-поточного производства требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. На линии непре­рывно-поточного производства обработанные заготовки или собран­ные узлы выпускаются через строго определенный промежуток времени, называемый тактом выпуска. Такт выпуска (в мин/шт) определяется по формуле

, (1.9)

где Ф _д – располагаемый (действительный) фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена),ч; N – производственная программа на этот же период, шт.

Действительный фонд времени оборудования Ф _д меньше номинального или календарного Ф _н на размер потерь времени на ремонт оборудования, т. е.

. (1.10)

Номинальный годовой фонд времени работы оборудования при односменной работе равен 2070[6] ч, при двухсменной — 4140 ч, при трехсменной — 6210 ч. Коэффициент η для металлорежущих станков составляет 0,98 — 0,96.

Непрерывно-поточное производство является наиболее прогрес­сивным и экономичным. По этому принципу строятся автоматиче­ские линии обработки (сборки)[7]. Особенность автоматического производства — выполнение операций без непосредственного уча­стия рабочего либо под его наблюдением и контролем. Непрерывно-поточное производство может быть и неавтоматическим, если уста­новку заготовок и их снятие после обработки выполняет рабочий.

Кроме линий непрерывно-поточного производства применяют и другую форму организации массового производства — прямоточ­ную, при которой оборудование тоже располагают в последователь­ности технологических операций, но время на выполнение отдель­ных операций не равно и не кратно темпу выпуска деталей. В этом случае имеются межоперационные перерывы, вызванные несогласо­ванностью выполнения отдельных операций во времени, и заготовки лежат в ожидании последующей операции. Длительность производственного цикла[8] при использовании прямоточной формы организации производства возрастает.

Серийное производство характеризуется ограниченной номен­клатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодиче­ски повторяющимися производственными партиями (сериями) при заданном объеме выпуска.

Производственной партией называют группу заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновре­менно или непрерывно в течение определенного интервала времени. Понятие «серия» относится к числу машин, запускаемых в производство одновременно. Число деталей в партии и число машин в серии могут быть различными.

Серийное производство условно разделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Серийность производства характеризуется коэффициентом К закрепления операций за одним рабочим местом. Если за одним рабочим местом закреплено от 2 до 5 операций, т. е. коэффициент К = 2 ÷ 5, то такое производство считают крупносерийным; при К = 6 ÷ 10 — среднесерийным, при К > 10 – мелкосерийным.

Серийному производству свойственны следующие особенности: необходимость переналадки станков с операции на операцию, поскольку за

одним рабочим местом закреплено несколько операций; расположение оборудования по потоку (в крупносерийном производстве) или по групповому признаку — группы токарных, фрезерных и других станков (в мелкосерийном производстве); наличие межоперационного складирования заготовок; более длинный грузопоток по сравнению с массовым производством; более длительный цикл изготовления изделий.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых или ремонтируемых изделий и малым объемом их выпуска. Участку единичного производства свойственны сле­дующие особенности: применение универсального оборудования, универсальных приспособлений и инструмента; размещение оборудова­ния группами по видам станков (токарные, фрезерные и т. д.); наиболее длительный цикл изготовления деталей. По принципу единичного производства организованы цехи опытных производств.

Конец лекции № 01.

[1]. Полуфабрикатом называется изделие предприятия-поставщика, подлежа­щее дополнительной обработке или сборке.

[2]. Рабочее место — часть производственной площади цеха, на которой раз­мешены один или несколько исполнителей работы и обслуживаемая ими единица технологического оборудования или часть конвейера и (на ограниченнее время) предметы производства.

[3]. Технологическая операция – основная часть технологического процесса, содержащая элементы процесса.

[4]. Заготовка – предмет производства, из которого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств материала изготовляют детали или неразъемную сборочную единицу.

[5]. Термин «узел» употребляется в технической литературе в смысле «сборочная единица». Узел как техническое понятие – это сборочная единица, которая может собираться отдельно от других сборочных единиц или изделия в целом и выполнять определенную функцию в изделии только совместно с его составными частями, например вал в сборе с зубчатыми колесами.

[6] В реальных расчетах необходимо уточнять годовой фонд рабочего времени по табелю соответствующего предприятия с учетом текущего года. Примеч. автора.

[7] Рассматривается пример предприятия УПЗ в котором широко используются роторные линии.

[8] Длительностью производственного цикла называют время между началом и окончанием производственного процесса изготовления одного изделия (заготовки, детали, сборочной единицы, машины в целом) или партии изделий.