Реферат: Я к выпуску нового изделия высокого качества, заданного объема с установленными технико-экономическими показателями при соблюдении установленных сроков и затрат
2.5. Организация технологической подготовки производства
2.5.1. Задачи и содержание технологической подготовки производства
Технологическая подготовка производства (ТПП) – совокупность необходимых и достаточных технических решений, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску нового изделия высокого качества, заданного объема с установленными технико-экономическими показателями при соблюдении установленных сроков и затрат.
К основным задачам, решаемым в процессе ТПП, относятся:
обеспечение технологичности конструкции изделия;
разработка технологических процессов;
проектирование и изготовление средств технологического оснащения (СТО);
метрологическое обеспечение;
сокращение сроков ТПП;
обеспечение качества на всех стадиях ТПП;
организация и управление процессами ТПП.
^ Основными этапами ТПП являются:
1) разработка технологических процессов;
2) проектирование специальной технологической оснастки и нестандартного оборудования;
3) изготовление средств технологического оснащения (оснастки и нестандартного оборудования);
4) выверка и отладка запроектированной технологии и изготовленного технологического оснащения.
^ Обеспечение технологичности конструкторского решения. До начала работ по ТПП, как правило, проводится технологический контроль чертежей.
Разработка технологических процессов. Технологический процесс – это часть производственного процесса, представляющая собой совокупность действий с предметами труда, непосредственно связанных с последовательным изменением формы, размеров или свойств материала заготовки или полуфабриката с целью получения детали или изделия с заданными техническими характеристиками.
Примерная классификация технологических процессов представлена в табл.1.
Таблица 1
Классификация технологических процессов на предприятии
^ Признак классификации
Вид технологических процессов
1. Характер (уровень унификации)
Единичные, типовые, групповые
2. Назначение
Рабочие, перспективные
3. Степень детализации
Маршрутные, маршрутно-операционные, операционные
^ Единичные технологические процессы предназначены для изготовления продукта одного наименования, назначения или типоразмера независимо от количества и типа производства.
^ Типовой технологический процесс применяется для совокупности однородных по технологическим и конструктивным признакам деталей, сборочных единиц или изделий. Впервые типизация технологических процессов была предложена в 1940-е годы проф. А.П. Соколовским. Обязательным условием типизации является группирование деталей. Создается группа объектов производства, обладающих общностью конструктивно-технологических характеристик. Для разработки технологии выбирают типового представителя этой группы, т.е. конкретную деталь, имеющую наибольшее число обрабатываемых поверхностей и наибольшую трудоемкость изготовления. Далее разрабатывается технологический процесс на базовую деталь, который утверждается как типовой для данной группы, имеющий единый план обработки по основным операциям, однотипное оборудование и оснастку.
^ Групповой технологический процесс применяется для изготовления на специализированных рабочих местах предметов с различными конструктивными, но общими технологическими признаками по общности технологического процесса обработки. Групповой процесс разрабатывается на комплексный предмет, содержащий все конструктивные элементы данной группы предметов. На него же разрабатывается оснастка, настройка станка, а для остальных предметов будет достаточна лишь небольшая поднастройка.
Групповой метод изготовления и обработки деталей машин и приборов, а также их сборки предложил проф. ^ С.П. Митрофанов, развивая идею А.П. Соколовского.
Основным видом технологической документации при разработке технологических процессов являются маршрутные карты и карты технологических операций. В маршрутных картах устанавливается последовательность прохождения обрабатываемой детали или сборочной единицы по цехам, а внутри цехов – по операциям с указанием данных об оборудовании, оснастке, материальных и трудовых нормативах.
В картах технологических операций содержится описание процесса изготовления по всем операциям и данные о технологическом оснащении, материалах и трудовых нормативах.
Технологические процессы по степени их детализации подразделяются на маршрутные, маршрутно-операционные и операционные. Для деталей единичного производства разрабатываются маршрутные технологические процессы. На изделия серийного и крупносерийного типов производства разрабатываются маршрутно-операционные и операционные технологические процессы. Для массового производства применяются операционные технологические процессы, в которых указаны все переходы, режимы обработки, эскизы наладок, способы крепления и измерения деталей, планировка рабочего места.
Порядок работ по разработке технологического процесса
Разработка технологического процесса начинается с поиска аналогичных технологических процессов, выбора рационального способа изготовления деталей (элементов) и сборки изделий, разработки новых технологических процессов. Принимаются решения об организации специализированных производственных участков, поточных линий, гибких автоматизированных производств, о разработке технологических планировок цехов и участков.
Составляется маршрут прохождения детали по цехам, начиная от получения заготовки и до поступления ее на центральный комплектовочный склад или в сборочный цех. Маршрут составляется на основе действующих типовых и групповых технологических процессов с учетом загрузки оборудования и объема выпуска изделий.
Технолог, разрабатывающий технологический процесс, определяет вид и способ получения заготовок, выбирает технологические базы, последовательность и содержание технологических операций. Если на предприятии отсутствует оснастка на данную деталь, то технолог оформляет заявку на ее проектирование и передает в КБ ОГТ.
Следующий этап - нормирование технологических операций производственного процесса и определение профессий или квалификации исполнителей. Параллельно ведется работа по расчету норм расхода материальных ресурсов.
Затем составляется ведомость материальных нормативов на изделие в целом, которая передается в отдел материально-технического снабжения для обеспечения производства необходимыми материалами.
Далее технологические процессы утверждаются главным технологом, копируются и передаются в цехи.
Схема разработки единичных, типовых и групповых технологических процессов представлена на рис.1.
Рис.1. Схема разработки технологических процессов
^ 2.5.2. Проектирование и изготовление специальной технологической оснастки
Технологическая оснастка используется для установки, базирования и крепления заготовок. По принципу использования она подразделяется на две группы: 1) специальную и 2) универсальную. Универсальная оснастка применяется во всех типах производства.
^ Специальная технологическая оснастка предназначена для изготовления определенного изделия, детали или для выполнения одной или нескольких операций технологического процесса. Количество наименований специальной оснастки, приходящееся на одно наименование оригинальной детали в среднем, называется коэффициентом оснащенности техпроцесса (Кос) и является очень важной характеристикой существующей на данном заводе технологии.
Этап проектирования и изготовления оснастки связан с разработкой чертежей и технологического процесса изготовления моделей, штампов, приспособлений, специального инструмента, а также нестандартного оборудования для последующего их изготовления в металле.
На предприятиях приходится разбивать изготовление оснастки и нестандартного оборудования на «очереди»: нулевую, первую и вторую. В нулевую очередь включается оснастка, без которой невозможно изготовить изделие (примерно 25% от общего количества). В первую очередь изготавливается оснастка, приводящая к существенному снижению трудоемкости по сравнению с универсальной (в несколько раз); во вторую – вся остальная.
^ 2.5.3. Унификация и стандартизация средств технологического оснащения
Унификация технологической оснастки проводится в следующих направлениях:
1) унификация и стандартизация всех видов технологической оснастки. Технологическая оснастка считается унифицированной, если: (а) ее конструкция обеспечивает оснащение оптимального количества операций; (б) компоновка соответствует типовой унифицированной; (в) в конструкции унифицированы базовые и присоединительные места;
2) обратимость предметов оснастки, т.е. создание такой оснастки, наиболее сложная и трудоемкая часть которой может применяться для ряда деталей и операций;
3) достижение технологической преемственности нового изделия в отношении изделий, ранее изготовлявшихся заводом, и в отношении имеющейся на заводе технологической оснастки.
^ 2.5.4. Применение принципов ЕСТПП
Организация ТПП на предприятиях регламентируется требованиями государственных стандартов Единой системы технологической подготовки производства (ЕСТПП) (рис.2). ЕСТПП – это система организации технологической подготовки производства и управления ею на основе применения типовых и групповых технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств автоматизации и механизации производственных процессов, инженерно-технических и управленческих работ:
ЕС классификации и кодирования ТЭИ;
ЕС технологической документации;
ЕС типовых технологических процессов;
системы средств технологического оснащения и др.
Рис.2. Единая система ТПП
В соответствии с Р50-54-6-87 «Стадии разработки документации по организации и совершенствованию технологической подготовки производства» организация работ по совершенствованию системы ТПП на предприятии подразделяется на три стадии:
стадия технического задания;
стадия технического проекта;
стадия рабочего проекта.
Стадия технического задания начинается с издания распорядительного документа о создании на предприятии рабочей группы для организации, планирования и координации работ. В техническом задании определяется состав документации, подлежащей разработке, устанавливаются подразделения-исполнители и сроки выполнения работ, приводятся ориентировочные расчеты экономической эффективности выполнения работ и предполагаемые затраты.
На стадии технического проекта проводятся следующие работы:
совершенствование организации и управления подготовкой производства;
отработка конструкции изделия на технологичность;
унификация системы документации;
проектирование, типизация и стандартизация технологических процессов;
проектирование, унификация, стандартизация и агрегирование средств технологического оснащения;
классификация и кодирование технико-экономической информации;
расчет экономической эффективности.
Стадия рабочего проекта предусматривает разработку рабочей документации, необходимой для обеспечения решения задач ТПП. При разработке рабочего проекта проводятся следующие работы:
разработка общей рабочей информационной модели системы ТПП;
классификация и кодирование технико-экономической информации;
типизация и стандартизация технологических процессов;
унификация и стандартизация средств технологического оснащения;
разработка рабочей документации по организации специализированных рабочих мест и участков основного и вспомогательного производства на основе типовых технологических процессов и методов групповой обработки;
создание информационных массивов.
Основные направления ускорения ТПП:
1) разработка качественной конструкторской документации, не требующей последующей доработки;
2) параллельное выполнение работ по ТПП;
3) унификация технологических процессов;
4) унификация и стандартизация средств технологического оснащения;
5) разработка и использование групповой быстропереналаживаемой оснастки;
6) перевод обработки деталей с универсального оборудования на станки с ЧПУ;
7) создание предметно-специализированных цехов и участков, групповых поточных линий и гибких автоматизированных линий;
8) внедрение компьютерной технологии и компьютерного проектирования;
9) механизация и автоматизация ТПП.
Оценить готовность предприятия к запуску нового изделия можно по показателю технологической готовности. Основные показатели технологической готовности предприятия к запуску в производство нового изделия приведены в табл.2.
Таблица 2
Основные показатели технологической готовности предприятия
Показатель
Формула
Обозначение
Коэффициент готовности технологической документации (технологические процессы)
kтд = Nф/Nпл
Nф - фактическое количество техпроцессов, имеющихся к началу освоения нового изделия;
Nпл - общее количество техпроцессов, необходимых для изготовления нового изделия
Коэффициент готовности технологической оснастки (приспособления, кондукторы, штампы и т.п.) для изготовления нового изделия
kосн = Пф/Ппл
Пф – фактическая обеспеченность операций технологической оснасткой;
Ппл – планируемая обеспеченность производства технологической оснасткой к моменту запуска в производство нового изделия
Коэффициент обеспеченности производства нового изделия инструментом общего и специального назначения
kн = Иф/Ипл
Иф – фактическая обеспеченность производства инструментом к моменту запуска в производство нового изделия;
Ипл – планируемая (нормативная) обеспеченность производства инструментом
Коэффициент обеспеченности производства нового изделия средствами метрологического контроля (калибры, контрольно-измерительная аппаратура и т.п.)
kк = Мф/Мпл
Мф – фактическая обеспеченность производства средствами метрологического контроля к моменту запуска в производство нового изделия;
Мпл – планируемая обеспеченность производства средствами метрологического контроля
Для общей оценки технологической готовности предприятия может служить интегральный показатель, определяемый как средневзвешенная величина значений рассмотренных коэффициентов:
n n
kтехн.г = kimi / mi,
i = 1 i = 1
где ki– частные коэффициенты технологической готовности;
mi - весомость i–го показателя.
^ 2.5.5. Организационные формы ТПП
В разных типах производства применяется одна из трех систем организации служб технологической подготовки: централизованная, децентрализованная и смешанная.
Централизованная система ТПП обычно применяется на предприятиях серийного и массового производства, где процесс освоения новой продукции осуществляется периодически. Она предполагает создание на предприятии единой службы главного технолога. К ней относятся отдел главного технолога (ОГТ), конструкторские бюро по оснастке, инструментальные производства, нормативно-плановые службы.
В цехах имеются технологические бюро, которые также принимают непосредственное участие в решении организационно-технических вопросов.
^ Децентрализованная система ТПП применяется на предприятиях единичного и мелкосерийного производства. Ее особенность в том, что разработка технологических процессов и решение текущих задач, связанных с изготовлением деталей или сборочных единиц, выполняется силами технологических бюро цехов. ОГТ разрабатывает межцеховые маршруты, занимается вопросами по разработке групповых и типовых технологических процессов, инструментальной подготовкой производства, унификацией и стандартизацией оснастки, осуществляет методическое руководство и контроль работы цеховых технологических бюро.
При смешанной системе ТПП разработка новых технологических процессов и их внедрение возложены на ОГТ. Цеховые технологические бюро выполняют работу по созданию технологических процессов, которые могут быть разработаны на основе ранее применяемых процессов и не имеют с ними существенных отличий. Смешанная система ТПП встречается на предприятиях с серийным типом производства.
Тема 2.5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
Вопросы и задания для самоконтроля и обсуждения
1. Определить трудоемкость и затраты на работы по ТПП нового изделия, имеющего 800 наименований оригинальных деталей. Коэффициент оснащенности одной оригинальной детали технологическими процессами kт.п = 2,1; специальной технологической оснасткой – kт.о = 2,5.
Трудоемкость работ определить по эмпирическим зависимостям:
проектирования одного техпроцесса tпр.т.п= 3,3 + 1,3х2;
проектирования единицы техоснастки tпр.т.о = 3,5 + 1,57х2;
изготовления единицы техоснастки tиз.т.о = 5,6 + 2,7х2.
Средняя группа сложности (х) оригинальных деталей – IV (4), техоснастки – V (5). Себестоимость часа работы технологов – 45,5 руб/ч; рабочих – 50 руб/ч.
2. Определить уровень технологической готовности предприятия к выпуску нового изделия. Нормативный коэффициент технологической готовности kнтехн.г = 0,4-0,6. Состояние работ по подготовке производства приведено в табл.1.
Таблица 1
Показатель
По плану (норматив)
^ Фактически на дату
освоения
Показатель технологической готовности
Коэффициент весомости mi
ki ×mi
1. Обеспеченность технологической документацией, наименований
5200
3120
0,20
2. Обеспеченность технологическим оснащением, всего
3380
1860
0,40
В том числе:
- штампы, комплектов
- прессформы, комплектов
- кондукторы, наименований
- сварочные приспособления,
наименований
- сборочные приспособления,
наименований
- прочая оснастка,
наименований
1350
0670
0420
0320
0240
0380
945
134
168
192
117
304
0,40
0,30
0,10
0,05
0,10
0,05
3. Обеспеченность специальным инструментом
330
231
0,10
4. Обеспеченность средствами метрологического контроля
310
186
0,30
Интегральный показатель технологической готовности
-
-
-
-
3. Определить трудоемкость, длительность цикла, построить календарный график проектирования и изготовления технологической оснастки для изделия, имеющего 1200 наименований оригинальных деталей. Изготовление технологической оснастки начинается через полгода после начала ее проектирования. Число наименований специальной технологической оснастки на одну оригинальную деталь (коэффициент технологической оснащенности) составляет 2,1. Средняя трудоемкость проектирования единицы технологической оснастки – 100 ч, изготовления – 160 ч. Численность исполнителей по проектированию оснастки – 80 человек, по изготовлению – 150 человек. Среднее выполнение норм при проектировании технологической оснастки составляет 120%, при ее изготовлении – 140%. Продолжительность рабочего дня 8 ч.
4. Фирма имеет выбор: 1) приобрести нужную готовую деталь по цене 200 долл. за штуку (включая материалы). При этом постоянные издержки будут ничтожно малы; 2) произвести ее самостоятельно на полуавтоматическом токарном станке с ЧПУ; при этом каждая деталь с расходами на материалы обойдется в 75 долл., а станок с ЧПУ – в 80 000 долл.; 3) изготовлять продукцию на ОЦ по цене 15 долл. за единицу (включая материалы); ОЦ обойдется фирме в 200 000 долл.
Какой вариант вы считаете наиболее предпочтительным?
5. Проектная организация поставила задачу автоматизировать часть работ по проектированию изделия и технологии его изготовления на имеющихся площадях с частичной реконструкцией помещения. Рассчитать годовой экономический эффект от внедрения и использования САПР в сфере проектирования и в сфере производства при следующих исходных данных.
Таблица 2
Данные по содержанию автоматизируемых работ и сокращению
трудоемкости проектирования с применением программных систем
^ Содержание работы
Плановый объем на год, шт.
Трудоемкость, нормо-ч
Базовый вариант
С применением САПР
^ Средняя трудоемкость единицы работы
Всего по видам работ
Средняя трудоемкость единицы работы
Всего по видам работ
Получение чертежей
4520
8,00
1,50
Инженерные расчеты
348
4,00
2,00
Разработка техпроцессов
6780
1,80
0,80
Проектирование техпроцессов
3390
6,00
2,00
Расчеты раскройных карт
200
3,60
0,60
Расчет норм на материалы и трудовые ресурсы
61020
0,50
0,10
Разработка вспомогательной документации
13560
0,50
0,20
Итого:
ΣТбаз = ?
ΣТСАПР = ?
Для внедрения и использования САПР необходимо закупить оборудование и программное обеспечение.
Таблица 3
Оборудование
Количество, шт.
^ Цена за единицу оборудования, руб.
Монтажные и наладочные работы, транспортировка на единицу оборудования, руб.
Всего затраты, руб.
Мощность единицы оборудования, кВт
Основное:
Рабочая станция на базе персонального компьютера
10
39 000
3 000
420 000
0,20
Графический планшет А1
1
75 000
3 750
78 750
0,10
Плоттер А0
2
82 000
2 200
168 400
0,15
Принтер А4
3
10 500
550
33 150
0,10
Принтер А3
1
21 000
1 000
22 000
0,10
Дополнительное:
Кондиционер
2
30 000
3 200
66 400
1,10
Итого:
ΔКос + ΔКвс
788 700
Рэ = 5,00
Программное обеспечение:
Система автоматизированного проектирования AutoCAD (сетевая лицензия на 6-10 шт.)
122 400 руб.
Приложение для конструирования изделий из листового металла
75 000 руб.
Комплекс средств автоматизации технологической подготовки производства TechCAD
84 000 руб.
Итого:
281 400 руб.
Дополнительные затраты на расходные материалы в год
Sрм = 84 000 руб.
Расходы на реконструкцию помещения
Кстр = 60 000 руб.
Расходы на обучение персонала составят
Коб = 635 000 руб.
В результате использования САПР экономия металла при раскрое листа (при Δkи.м = 30%) составит:
при годовом расходе
Рм = 2 016 кг
и цене на металл
Цм = 960 руб/кг
Средняя заработная плата на человека в год
Lгод = 39 322 руб/чел.;
Дополнительная заработная плата
α = 15%;
Единый социальный налог
β = 26%;
Среднегодовой фонд рабочего времени
F = 1 815 ч;
Стоимость 1 кВт·ч электроэнергии
Цэ = 1,20 руб.;
Внутренняя норма рентабельности для предприятия
Ен = 0,20;
Коэффициент загрузки технических средств
kз = 0,86.
еще рефераты
Еще работы по разное