Технологическая подготовка производства
Выпуск нового продукта на основе разработанной конструкции возмо- жен лишь при наличии тщательно проработанной технологической докумен- тации и с использованием средств технологического оснащения производст- венных процессов. Технологическое обеспечение нового производства осу- ществляется в рамках самостоятельного комплекса работ, составляющих со- держание технологической подготовки производства.
Технологическая подготовка производства (ТПП) – это совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску нового продукта в установленные сроки, с заданны- ми параметрами качества, объемом производства и уровнем затрат.
Основные задачи ТПП:
− обеспечение технологичности конструкции изделия;
− выбор и разработка технологических процессов по всем стадиям про- изводства и составным элементам нового продукта;
− проектирование и изготовление средств технологического оснащения производственных процессов;
− управление процессами технологической подготовки нового произ- водства.
Технологическая подготовка производства осуществляется в соответст- вии с требованиями стандартов Единой системы технологической подготов- ки производства (ЕСТПП).
Технологическая подготовка производства, начинающаяся с проверки чертежей на отдельные детали и сборочные единицы в отношении их макси- мальной технологичности, заключается в основном в проектировании рацио- нальных и прогрессивных способов их изготовления и обеспечении прямо- точности технологических маршрутов при максимальном использовании оборудования и производственных площадей.
Для соблюдения строгой последовательности проведения всего ком-
плекса работ по технологической подготовке производства и для их взаим- ной увязки необходимо четко определить ее отдельные этапы и содержание работ на основе задач, определенных ЕСТПП:
а) технологический контроль чертежей заключается в проверке техноло- гичности конструкции и проводится по мере изготовления чертежей, то есть на стадии конструкторской подготовки производства;
б) составление межцеховых технологических маршрутов (расцеховка). На этом этапе для каждой детали разрабатывается пространственная схема ее движения, причем технологи стремятся обеспечить максимальную прямо- точность такого движения, избегая повторных заходов в одни и те же цехи;
в) разработка технологии получения заготовок. Технологические карты на изготовление заготовок в зависимости от характера этих заготовок разли- чаются по форме и по содержанию.
Например, многооперационный процесс получения литых заготовок связан с выбором определенного состава шихты, способа формовки, типа ос- настки (модели, кокиля, прессформы), способа очистки литья и пр. В техно- логической карте приводятся все эти данные и технические нормы времени на отдельные операции;
г) разработка технологических процессов механической и термической обработки. Составление технологических карт для процессов механической обработки характеризуется еще большей детализацией инструктажных ука- заний, призванных обеспечить применение прогрессивных режимов резания с целью получения требуемой точности обработки и чистоты поверхности;
д) разработка процессов сборки ведется после составления маршрутных карт механической обработки. На этом этапе производится комплектовка технологических сборочных единиц изделия, для чего предварительно со- ставляются схемы сборки по каждому механизму, входящему в изделие;
е) проектирование оснастки, к которой относятся специальный режущий и мерительный инструмент, модели, кокили и другая литейная оснастка, штампы, станочные, сварочные и сборочные приспособления, проводится по
заданиям соответствующих технологических бюро;
ж) изготовление оснастки – наиболее трудоемкий и дорогой этап техно- логической подготовки производства. До 60 % всех затрат, связанных с под- готовкой производства, падает на изготовление оснастки;
з) окончательная доработка технологии производится на основе изуче- ния процессов изготовления опытных образцов и изделий опытных серий, проверки эффективности изготовленной оснастки, отладки процессов сборки и разборки и проведения «контрольных сборок». После этого подготовленная документация сдается в производство;
и) нормирование элементов производственного процесса.
Основные этапы технологической подготовки изготовления новых изде- лий в зависимости от производственных условий и требований могут изме- няться и дополняться. Так, например, может возникнуть необходимость в пе- репланировке оборудования, в дополнительных расчетах пропускной спо- собности отдельных цехов и участков, в расчете поточных линий и пр.
Последовательные этапы технологической подготовки производства от- ражаются в соответствующей документации. На предприятиях применяются следующие формы технологической документации:
а) технологические карты – основной документ, где фиксируются проек- тируемые технологические процессы. На предприятиях в зависимости от требуемой степени детализации технологического процесса, что обычно свя- зано с типом производства, применяются три типа карт: маршрутные, опера- ционные и инструкционные.
Маршрутные карты содержат перечень технологических операций с указанием оборудования, технологического оснащения, разряда работы и нормы времени по каждой операции.
Операционные карты включают перечень переходов (изменений режи- мов при той же операции) с указанием оборудования для выполнения опера- ции, режимов обработки и технологического оснащения по каждому перехо- ду, разряда работы, нормы времени по элементам и в целом на операцию.
В инструкционных картах даются подробные указания по выполнению технологической операции вплоть до отдельных приемов работы, а также эс- кизы наладок, способы крепления и измерения деталей.
б) ведомости и спецификации играют важную роль в подготовке произ- водства. Формируются, например, такие документы, как ведомость расхода материала на единицу изделий, спецификации заготовок, покупных изделий, инструментальные карты, карты технического контроля и др.;
в) карты расчета мощностей и загрузки. Периодическая и проводимая в связи с внедрением в производство новых изделий работа по расчету пропу- скной способности отдельных цехов и участков, основанная на сопоставле- нии имеющегося фонда времени с потребностью в нем для выполнения за- данной программы по новому изделию, представляет собой весьма ответст- венную работу, выполняемую отделом главного технолога (ОГТ). Ее резуль- татом может стать изменение технологического процесса, перепланировка оборудования, доукомплектование станочного парка.
В разных типах производства применяются централизованная, децен- трализованная и смешанная системы организации служб технологической подготовки.
Централизованная система ТПП применяется на предприятиях серий- ного и массового производства, где процесс освоения новой продукции осу- ществляется периодически.
Централизованная система ТПП предполагает создание на предприятии единой технологической службы – отдела главного технолога, который:
– разрабатывает технологическую документацию;
– проектирует средства технологического оснащения (СТО);
– разрабатывает материальные нормативы;
– разрабатывает и контролирует выполнение графика работ по подго- товке производства;
– участвует во внедрении новых технологических процессов;
– решает текущие вопросы технологии изготовления заготовок, деталей,
сборочных единиц непосредственно в цехе.
В цехах имеются технологические бюро, которые также участвуют в решении организационно-технических вопросов.
Децентрализованная система ТПП применяется на предприятиях еди- ничного и мелкосерийного производства. Ее особенность в том, что разра- ботка технологических процессов и решение текущих задач, связанных с из- готовлением деталей или сборочных единиц, выполняются технологически- ми бюро цехов. ОГТ разрабатывает межцеховые маршруты, занимается во- просами разработки групповых и типовых технологических процессов, инст- рументальной подготовкой производства, унификацией и стандартизацией оснастки, осуществляет методическое руководство и контроль за работой це- ховых технологических бюро.
Смешанная система ТПП характерна для предприятий с серийным ти- пом производства. При смешанной системе ТПП разработка новых техноло- гических процессов и их внедрение возложены на отдел главного технолога. Цеховые технологические бюро выполняют работу по созданию технологи- ческих процессов, которые могут быть разработаны на основе ранее приме- няемых процессов и не имеют с ними существенных различий.
В практике нередко считают основным критерием оптимальности тех- нологического процесса наименьшую трудоемкость. Это неверно, потому что снижение трудоемкости часто сопровождается увеличением затрат овещест- вленного труда (затрат по эксплуатации оборудования, на оснастку, транс- порт и пр.). Главным показателем экономичности предлагаемого варианта технологического процесса должен быть уровень затрат основных элементов живого и овеществленного труда, то есть той части издержек производства, которая непосредственно связана с выполнением данного технологического процесса. Сумма таких затрат образует так называемую технологическую се- бестоимость. Она и служит критерием для экономической оценки технологи- ческих вариантов и выбора оптимального.
В отличие от полной себестоимости изделия технологическая себе-
стоимость включает только те затраты, которые изменяются при замене од- ного варианта технологического процесса другим. Например, если рассмат- риваются два варианта механической обработки одной и той же заготовки, то себестоимость самой заготовки не должна приниматься в расчет.
Общая формула технологической себестоимости имеет вид:
Ст= а · Пг+ в,
где а – переменные затраты, исчисляемые на единицу изделия; Пг– годовой объем производства;
в – условно-постоянные затраты, исчисляемые на год и в известных пре-
делах от объема производства не зависящие.
Переменные затраты на единицу изделия включают затраты на основ- ные материалы, технологическое топливо и энергию, заработную плату ос- новных производственных рабочих, расходы по эксплуатации оборудования и др.
Состав элементов приведенной формулы в зависимости от того, для ка- кого процесса определяется технологическая себестоимость, может значи- тельно меняться.
Если годовой объем производства известен, то, определив для каждого из сопоставляемых вариантов его технологическую себестоимость, нетрудно установить, какому из вариантов следует отдать предпочтение.
Если же решается задача о выборе экономически целесообразного вари- анта для различных величин годового выпуска, то следует найти такое его
«критическое значение» (Пкр), при котором оба варианта будут равноценны. Для этого нужно решить два уравнения:
С1т = а1· Пг+ в1и С2т= а2· Пг+ в2.
|
, получим
Пкр= ( в2– в1) : (а1– а2).
Значение Пкрбудет соответствовать тому объему годового выпуска, до которого более экономичен первый вариант, требующий меньших первона- чальных затрат на наладку и оснастку, и наоборот, после достижения которо- го выгоднее будет второй, более дорогой по этим затратам вариант.
Понятно, что такая задача возникает лишь в том случае, когда а1> а2, в1< в2. Если же а1 > а2и в1> в2, то второй вариант будет целесообразнее первого при любом объеме производства.
В технологической подготовке производства большое значение уделяет- ся проектированию и изготовлению специальной оснастки, обеспечивающей сокращение длительности цикла изготовления изделий. К специальной осна- стке относятся штампы, приспособления, модельная и литейная оснастка, специальный инструмент и др.
Количество необходимой оснастки по каждому i-му виду (Оi) определя- ется на основе коэффициента оснащенности (Кiосн) с учетом количества дета- лей для проектируемого изделия (Д изд):
Оi = Дизд ´ Кi осн,
Количество конструкторов для проектирования оснастки рассчитывает- ся по формуле:
Чконст
= QкFк´ К
,
в.н.
где Qк– объем работ по проектированию оснастки (час.);
Fк– фонд рабочего времени одного конструктора за период проектиро- вания (час.);
К в.н.– коэффициент выполнения норм.
Объем работ
QК = åОi´ ti,
i
где ti– средняя трудоемкость проектирования единицы i-го вида оснастки (час.).
Фонд рабочего времени одного конструктора за период проектирования:
Fк= Дср´ Рпр,
где Д ср– средняя продолжительность рабочего дня (час);
Р пр– число рабочих дней, в течение которых выполняется проектирова-
ние.
Пример. Для изделия, имеющего 1000 оригинальных деталей, необхо-
димо за 2 месяца спроектировать штампы и приспособления. Коэффициент оснащенности для штампов 0,2, для приспособлений 1,7. Средняя трудоем- кость проектирования одного штампа 20 час., приспособления 10 час. Сред- нее число рабочих дней в месяце 21, средняя продолжительность рабочего дня 8 час. Нормативы перевыполняются на 10%. Тогда количество штампов равно 0,2×1000 = 200 шт., приспособлений 1,7 × 1000 = 1700 шт. Объем работ
составит: 200 × 20 + 10 × 1700 = 21000 час. Фонд времени одного конструк-
тора: 8 × 21 × 2 = 336 час. Количество конструкторов для проектирования:
336 ´1,1
=57 чел.