Основные определения

Механосборочное производство состоит из комплекса производственных участков и вспомогательных подразделений, поэтому представляет собой сложную динамическую систему. Структура и параметры этой системы зависят от сложности конструкции выпускаемых изделий, номенклатуры и характеристик производственных процессов их изготовления. При этом всё чаще необходимо выпускать новые изделия, отвечающие современным требованиям.

Выпуск новых изделий возможен тремя путями:

1. Техническим перевооружением – в прежнем здании размещается новое оборудование. При этом строительные элементы здания практически не переделываются.

2. Реконструкцией старых помещений под новое оборудование. При этом может быть использовано и старое оборудование, но размещенное по-другому, в соответствии с проектируемой организацией производства.

3. Строительством новых помещений. Старое оборудование в этом случае используется редко из-за морального и физического старения.

Реконструкция, по сравнению со строительством нового помещения, позволяет быстрее приступить к производству, требует меньше затрат, окупается в 3…5 раз быстрее. Однако большой износ имеющегося здания, размещение нового оборудования, имеющего существенно большие габариты или требующего принципиально иного размещения, не позволяют использовать прежние помещения.

Во всех случаях помещение должно удовлетворять требованиям по выполнению производственного процесса.

Производственный процесс в машиностроении – это совокупность действий, необходимых для выпуска готовых изделий из полуфабрикатов и материалов. Основой производственного процесса является технологический процесс изготовления изделий. Для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса (основного процесса) используются вспомогательные процессы.

Основные этапы производственного процесса:

1) получение и складирование материалов, заготовок, полуфабрикатов;

2) входной контроль полученных материалов и полуфабрикатов (проверка марки материала, его твёрдости и структуры, размеров (для заготовок и полуфабрикатов) и т. п.

3) нарезка материалов на заготовки;

4) доставка заготовок и полуфабрикатов к рабочим местам (станкам);

5) различные виды обработки: литье, ковка, штамповка, механическая обработка со снятием стружки (токарная, фрезерная, сверлильная, шлифовальная, протягивание и т.п.) и без снятия стружки (выглаживание, дорнование и т.п.), термическая и т.д.;

6) перемещение заготовок между рабочими местами;

7) контроль качества на специально отведенных местах (выборочный или стопроцентный) или непосредственно на рабочих местах;

8) хранение заготовок на складах между операциями (ожидание окончания обработки партии уже обрабатываемых других заготовок);

9) контроль деталей после их полной обработки на специально отведенных местах (выборочный или стопроцентный) (только после окончательной обработки заготовка называется деталью);

10) хранение деталей после их полной обработки;

11) транспортировка деталей на склад к месту сборки;

12) сборка изделий из деталей, обработанных на предприятии и полученных по кооперации или купленных;

13) регулировка и испытание, контроль требуемых параметров изделия (мощности, шумности, температуры нагрева во время работы, радиального биения выходного вала и т. п.). Выборочно – наработка на отказ (количество часов бесперебойной работы механизма до первой поломки (отказа), выявление причины поломки);

14) окраска и отделка;

15) консервация и упаковка;

16) хранение на складе готовой продукции перед отправкой;

17) отправка потребителю (заказчику).

Различные этапы производственного процесса могут быть выполнены:

· в специализированных цехах (кузнечно-штамповом, токарном по обработке валов, фрезерном и т. п.). Такой производственный процесс называется дифференцированным;

· в одном цехе. Такой производственный процесс называется комплексным.

Производственные процессы делятся на поточные и непоточные.

Поточный производственный процесс – процесс, при котором заготовка или собираемое изделие в процессе их производства находится в движении (постоянном или периодическом), причем это движение осуществляется с постоянным тактом в рассматриваемый промежуток времени. Например, заготовка после 1-й операции сразу же попадает на 2-ю и т. д. до последней. Длительность любой операции равна или кратна (если продолжительность какой-то операции большая) такту.

Непоточный процесс – продолжительность операций различна и заготовки между операциями пролеживают (находятся на специальнo отведённой для этого площадке) до тех пор, пока не освободится оборудование для их дальнейшей обработки.

Поточный процесс обычно организуется при массовом и крупносерийном производстве и требует очень тщательного расчета, в противном случае возникают сбои и резко падает эффективность производства. Сложнее всего организовать производство при изготовлении изделий широкой номенклатуры, но в небольшом количестве. Номенклатура – это совокупность (список, перечень) изделий. Номер изделия в списке называется позиция.

Для предприятия или цеха назначается программа выпуска – это количество выпускаемых изделий в год по каждой позиции номенклатуры. Количество изделий, подлежащих изготовлению в единицу времени (год, квартал, месяц), называется объемом выпуска.

Производство характеризуется производственной мощностью – это максимально возможный выпуск продукции установленной номенклатуры с заданным количеством изделий по каждой позиции, который может быть осуществлён за определенный период времени при установленном режиме работы. Режим работы – это количество рабочих дней в году, количество смен в сутки (в рабочем дне), продолжительность работы оборудования в течение одной смены. Различают действительную и проектную мощность. Проектная мощность – это мощность, которая может быть достигнута при условии обеспечения производства средствами производства, кадрами и организацией производства. Действительная мощность всегда меньше проектной и она не является постоянной, зависит от многих факторов действующего производства. Для нормальной работы любого производства его действительная мощность в год должна быть больше программы выпуска.

Изготовление изделий занимает определенное время. Календарное время изготовления изделия от начала производственного процесса до его окончания называется производственным циклом. Различают цикл расчетный и фактический. При непериодически повторяющихся процессах правильнее использовать термин продолжительность процесса, а не цикл.

Движение заготовок, полуфабрикатов или изделий в производстве может осуществляться поштучно или партиями. Партия – это количество заготовок, полуфабрикатов или изделий, одновременно поступающих на рабочую позицию (место) и в дальнейшем перемещаемое в соответствие с последовательностью выполнения технологического процесса.

Для выполнения производственного процесса должны быть соответствующим образом оборудованы рабочие позиции (места). В зависимости от содержания операции и организации её проведения на рабочей позиции (месте) могут быть расположены технологическое оборудование, накопители с полуфабрикатами, один рабочий или группа рабочих, средства автоматической загрузки и разгрузки оборудования (роботы, манипуляторы, автоматические агрегаты загрузки), режущие и контрольно-измерительные инструменты, оснастка, средства технического обслуживания и охраны труда, элементы системы управления. В качестве примера на рис. 1.1 показана рабочая позиция роботизированного технологического комплекса (РТК), на рис. 1.2. – рабочая позиция фрезеровщика.

Исходя из организационных соображений, несколько рабочих мест объединяют, образуя производственный участок, выполняющий свое целевое назначение. Производственным участком называется часть объема цеха, в котором расположены рабочие места (позиции), объединенные транспортно-накопительными устройствами, средствами технического, инструментального и метрологического обслуживания, средствами управления участком и охраны труда и на котором осуществляются технологические процессы изготовления изделий определенного назначения или выполняются определенные операции. Участком руководит начальник участка или мастер.

Более крупной организационной единицей является производственный цех, который представляет собой производственное административно-хозяйственное обособленное подразделение завода. Цех включает в себя производственные участки (обычно от 3 до 8 участков), вспомогательные подразделения, служебные и бытовые помещения. Вспомогательные подразделения необходимы для обслуживания и обеспечения бесперебойной работы производственных участков. Это склады различного назначения, транспортная служба, отделение по заточке режущего инструмента, служба технического контроля, служба ремонта и технического обслуживания, отделение для приготовления и подачи смазывающе-охлаждающих жидкостей и др. Состав производственных участков и вспомогательных подразделений определяется технологическим процессом, конструкцией и программой выпуска изготовляемых изделий, организацией производства. Цехом руководит начальник цеха.

Обычно цех занимает отдельное помещение, но на крупных предприятиях или при мелких цехах (при количестве работающих в смену менее 50 человек) и небольших габаритных размерах оборудования в одном помещении размещается несколько цехов. Размещение оборудования связано с технологическим процессом, поэтому основой для проекта участка или цеха является технологический процесс.

По характеру выполняемой работы оборудование делится на основное (технологическое) и вспомогательное. Основное оборудование – это производственное оборудование, на котором выполняются операции технологических процессов, т. е. оно предназначается для выпуска основной продукции. Вспомогательное оборудование — это оборудование, не участвующее непосредственно в технологическом процессе изготовления изделий, но оно используется для обслуживания основного производства (например, токарный станок в службе ремонта и технического обслуживания).

Общая площадь цеха в технологических расчетах рассчитывается как сумма производственной и вспомогательной площадей.

В состав производственной площади входят площади рабочих позиций, проходов и проездов между оборудованием внутри производственных участков (кроме площади магистрального проезда).

В состав вспомогательной площади входит площадь для размещения оборудования и устройств вспомогательных служб, не расположенные на производственных участках, а также магистральные и пожарные проезды.

Для движения автопогрузчиков, грузовых автомобилей и уборочных машин в цехах создаются магистральные проезды шириной не менее 4,0 м, которую выбирают по нормам технологического проектирования.

Служебно-бытовая площадь цеха предназначена для размещения конторских и бытовых помещений (они входят в состав вспомогательных служб). В конторских помещениях размещаются административно-конторские службы цеха, конструкторские и технологические бюро, размещаемые в цехе. Бытовые помещения предназначена для удовлетворения санитарно-гигиенических и социально-бытовых нужд работающих в цехе (туалеты, гардеробы, душевые, места курения и отдыха и т. п.).

В механосборочном производстве предусмотрен штат работающих, которые делятся на следующие категории: производственные (основные) и вспомогательные рабочие, инженерно-технические работники (ИТР), служащие, младший обслуживающий персонал (МОП).

Производственные рабочие – это рабочие механосборочного производства, непосредственно выполняющие операции технологического процесса по изготовлению продукции.

Вспомогательные рабочие – это рабочие, не принимающие непосредственного участия в выполнении операций по изготовлению производственной программы выпуска продукции, а занятые обслуживанием технологических процессов.

Инженерно-технические работники – это работники, выполняющие обязанности по управлению, организации и подготовке производства и занимающие должности, для которых требуется квалификация инженера или техника.

Служащие – это работники, выполняющие в соответствии с занимаемой должностью административно-хозяйственные функции, ведущие финансирование, учет, решающие социально-бытовые и подобные вопросы.

Младший обслуживающий персонал составляют сторожа, гардеробщики и уборщики производственных, бытовых и конторских помещений.

Одним из первых этапов проектирования механосборочного производства является компоновка цеха. Компоновка цеха – это взаимное расположение площадей производственных участков, вспомогательных отделений, магистрального проезда и служебно-бытовых помещений на площади цеха. Компоновка цеха выполняется без детального расположения оборудования и других средств на площадях цеха или здания.

После проведения компоновки цеха осуществляют планировку оборудования на нем. Планировка цеха – это графическое изображение (вид сверху) расположения технологического и вспомогательного оборудования и других производственных средств и устройств на площадях цеха.

Важной характеристикой производственного процесса является грузопоток – это сумма однородных грузов (в тоннах, штуках), перемещаемых в определенном направлении между отдельными пунктами погрузки и выгрузки в единицу времени (час, смену, сутки и т. д.). Грузопотоки различают по виду грузов, направлению перемещения и интенсивности грузопотока. Интенсивность грузопотока – это число транспортных перемещений через рассматриваемый участок в единицу времени.

Механосборочное производство обычно размещается в зданиях, имеющих один или несколько пролетов. Пролет – это часть здания в продольном направлении, ограниченная в поперечном направлении двумя параллельными рядами колонн. Расстояния между осями колонн в продольном направлении называется шагом колонн (ℓ), а в поперечном направлении – шириной пролета (t). Расстояния между осями колонн соответственно в поперечном и продольном направлениях образуют сетку колонн (t×ℓ). Высота пролета (h) – это расстояние от уровня пола до нижней части несущих конструкций покрытия здания.