Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)
Институт машиностроения и аэрокосмической техники
(факультет)
Кафедра Материаловедения и физики металлов
Направление 15040062 «Металлургия»
Профиль «Технология литейного производства»
КУРСОВАЯ РАБОТА
Тема курсовой работы: определение производственного цикла изготовления партии отливок
Пояснительная записка
Разработал Р.Б Калинин
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Руководитель Л.С. Печенкина
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Нормоконтролер Л.С. Печенкина
Подпись, дата Инициалы, фамилия
Защищена___________________ Оценка _________________________________
2014
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(ФГБОУ ВПО «ВГТУ», ВГТУ)
Кафедра материаловедения и физики металлов
ЗАДАНИЕ
на курсовую работу
по дисциплине «Технологическая подготовка производства»
Тема работы определение производственного цикла изготовления партии отливок
Студент группы ЛП – 111 Калинин Роман Борисович
Фамилия, имя, отчество
Технические условия СТП ВГТУ 62 – 2007, ГОСТ 14.005 - 75, ГОСТ 26645 – 85, стандарты литейного производства
Содержание и объем проекта
Сроки выполнения этапов (недели семестра)
Срок защиты курсового проекта 16 неделя
Руководитель Л.С. Печенкина
Задание принял студент Р.Б. Калинин
Замечания руководителя
Содержание
Замечания руководителя
Введение
1 Экономическая эффективность ЕСТПП
2 Методы определения и оценки технологичности конструкции изделия
3 Положения и рекомендации по разработке технологических процессов
4 Типизация технологических процессов
5 Стандартизация технологических процессов
6 Формирование свободного объемно-календарного графика выполнения
производственной программы предприятия
7 Структура и продолжительность производственного цикла
8 Длительность производственного цикла изготовления партии отливок
9 Распределение трудоемкости механообработки комплекта деталей
относительно их цикла
10 Длительности производственного цикла партии отливок
11 Расчет и анализ производственного цикла
12 Оптимизация процесса изготовления деталей с учетом динамизма хода
производства
13 Пути сокращения производственного цикла
Заключение
Список литературы
Введение
В проблеме улучшения качества отливок важными факторами являются повышение точности размеров, уменьшение шероховатости поверхности и увеличение коэффициента использования жидкого металла. Литейная форма является основным элементом литейной технологии. Качество формы гарантирует качество отливки. Технологический процесс изготовления отливки отвечает определенным техническим и технико-экономическим требованиям.
Технические – регламентируются чертежом детали, техническими условиями на химический состав и механические свойства сплава, геометрической формой и размерами отливки, способами выявления и исправления литейных дефектов.
Технологический процесс должен отвечать и технико-экономическим требованиям снижения затрат труда, средств и материалов на изготовление отливки. Ставится также задача получения годной литой детали с минимальными припусками на механическую обработку. Использование средств механизации и автоматизации производственных процессов, предусматриваемых при разработке технологии, должно сочетаться с техническими решениями, полностью отвечающими требованиям изготовления отливок высокого качества.
Основной целью курсовой работы является определение производственного цикла изготовления партии отливок, изучение методов определения и оценки технологичности конструкции изделия, разработка рекомендаций по разработке технологических процессов, описание структуры и продолжительности производственного цикла, организация путей сокращения производственного цикла.
1 Экономическая эффективность ЕСТПП
По предварительным расчетам научно-исследовательских институтов Госстандарта внедрение ЕСТПП позволяет повысить производительность труда на 30—-35 % в мелкосерийном и 10— 15 % в крупносерийном и массовом производствах, сократить в 1,5—2,5 раза сроки технологической подготовки производства и затраты на ее проведение, высвободить из сферы подготовки производства значительное количество материальных ресурсов.
Для определения экономической эффективности в сфере производства с 1 сентября 1975 г. введен в действие ГОСТ 14.005—75 «ЕСТПП. Методы расчетов экономической эффективности». Этот стандарт предназначен для выбора оптимальных решений при совершенствовании технологической подготовки производства отрасли или предприятия на основе ЕСТПП; применения экономических показателей при оценке и оптимизации уровня ТПП на предприятии или в отрасли; учета соответствующего экономического эффекта в планах развития отрасли или предприятия; оценки окупаемости затрат на внедрение ЕСТПП в отрасли или на предприятии, а также определения поощрения за разработку и внедрение системы ТПП.
На рисунке 1 представлен экономический эффект ЕСТД.
Рисунок 1 - Экономический эффект ЕСТД
В стандарте приведен ряд формул для расчета экономического эффекта при внедрении отдельных решений ЕСТПП, что позволяет сравнивать эти данные, а следовательно, выбирать оптимальный вариант. Для выбора маршрутной или операционной технологии, установления объема информации, уровня типизации, степени механизации даны расчетные методы, по которым можно находить оптимальные варианты.
На рисунке 2 представлен эффект удешевления технологической подготовки.
Рисунок 2 - Эффект удешевления технологической подготовки
Определение уровня технологической подготовки, производства — сложная проблема, поскольку необходимо учитывать как уровень механизации и автоматизации ее разработки, так и степень совершенства самой технологии. Методы расчета и расчетные формулы, установленные стандартом, позволяют сопоставлять стоимость изготовления аналогичных изделий или стоимость изготовления, отнесенную к какой-либо условной единице (мощности, массы, грузоподъемности и т. п.), по различным технологическим процессам.
На рисунке 3 представлен экономический эффект в производстве.
Рисунок 3 - Экономический эффект в производстве
Расчетные формулы дают возможность предварительно сравнивать стоимость предстоящих работ по подготовке производства •с существовавшими ранее и рассчитывать достигаемую в производстве экономию с выделением отдельных составляющих (экономия материалов, заработной платы, уменьшение амортизационных отчислений). Эти показатели используются при разработке годовых планов предприятий и отраслей, а также перспективных планов их развития.
2 Методы определения и оценки технологичности конструкции изделия
Оценка технологичности конструкции изделия может быть качественной и количественной. Количественная оценка технологичности конструкции изделия посредством системы показателей является одним из принципов ЕСТПП. Целью такой оценки является обеспечение эффективной отработки конструкции изделия на технологичность для снижения затрат на ее проектирование, изготовление и эксплуатацию. Количественная оценка основана на системе показателей, включающей: базовые показатели технологичности, устанавливаемые в техническом задании на проектирование изделия; показатели технологичности, достигнутые при разработке конструкции; уровень технологичности (отношение достигнутых показателей к базовым). Показатели технологичности могут быть частными и комплексными.
Частные показатели технологичности конструкции (единичные и групповые) характеризуют отдельные (частные) признаки технологичности изделия. Большое количество изделий обусловливает применение большого числа частных показателей технологичности. Но для каждого изделия из числа частных показателей можно выделить показатели, которые для данного изделия являются основными. Число показателей при отработке конструкции на технологичность должно быть минимальным, но достаточным для ее характеристики.
Качественная сравнительная оценка вариантов конструкции допустима на всех стадиях проектирования, когда осуществляется выбор лучшего конструктивного решения и не требуется определения степени различия технологичности сравниваемых вариантов. При сравнении вариантов конструкции в процессе проектирования изделия качественная оценка предшествует количественной, определяет целесообразность количественной оценки и соответственно затрат времени на определение численных значений показателей технологичности сравниваемых вариантов. Классификация показателей технологичности конструкции изделия приведена на рисунке 4.
Показатели технологичности конструкции
Производственные
Эксплуатационные
По области проявления
Технические
Технико-экономические
Базовые
По области анализа
Уровня технологичности
Разрабатываемой конструкции
По системе оценки
Основные
Дополнительные
По значимости
Частные
Комплексные
По количеству признаков технологичности
Абсолютные
Относительные
По способу выражения
Рисунок 4 – Классификация показателей технологичности конструкции
Для определения уровня технологичности конструкции по трудоемкости существует ряд методов укрупненного определения трудоемкости изготовления изделия на стадии разработки конструкторской документации:
- определение трудоемкости изготовления путем сравнения с изделиями аналогичных конструкций (по массе, по размерам обрабатываемых поверхностей) с учетом корректирующих коэффициентов серийности, степени освоения, роста производительности труда, сложности;
- определение трудоемкости по массе изделия с применением нормативов трудоемкости и корректирующих коэффициентов;
- определение трудоемкости путем составления математических моделей зависимости трудоемкости от конструктивнотехнологических факторов.
Первый метод применяется для укрупненного расчета трудоемкости изготовления новых машин, для которых не разработаны рабочие чертежи, а известны только их основные параметры. Этот метод наиболее простой, но наименее точный. Все расчеты здесь основаны на принципе подобия и учитывают только различные размеры. В основном метод целесообразен для экономической оценки конструкции изделия в начале проектирования при разработке технического задания.
Метод определения нормативной трудоемкости по массе изделия с учетом распределения по массе составляющих ее деталей (для различных видов обработки) позволяет уточнить влияние конструкции машины на технологию ее изготовления и выявить при анализе технологичности конструкции неиспользованные резервы. Расчеты по этому методу требуют независимости от вида изделия и специфики отрасли установления классификатора изделий по группам сложности, нормативов расчетной серийности в зависимости от средней массы изделия, нормативов удельной трудоемкости в зависимости от расчетной серийности и от групп сложности изготовления изделия, значений различных коэффициентов для корректировки названных выше нормативов.
Третий метод определения трудоемкости изготовления изделия на стадии проектирования основан на использовании регрессионных моделей связи трудоемкости с определяющими ее факторами. С помощью такой модели можно с достаточной точностью определить, какой должна быть трудоемкость изделий, подготовляемых к производству; сопоставить трудоемкость технологических и конструктивно однородных изделий, выпускаемых на одном или нескольких предприятиях; выявить резервы снижения трудоемкости; определить оптимальную величину каждого фактора, дающего возможность получить минимальную трудоемкость. Этот метод нашел наибольшее распространение в практике.
3 Положения и рекомендации по разработке технологических процессов
Последовательность подготовки производства в машиностроении и приборостроении определяется комплексом работ, проводимых на традиционно сложившихся этапах: научно-исследовательских работ (НИР); конструкторской подготовки производства (КПП); технологической подготовки производства (ТПП). Необходимость резкого сокращения времени на подготовку производства ставит задачу выполнять эти работы не поэтапно, а, по возможности, параллельно. Так, в частности, для проведения КПП и ТПП необходимы новые методы и средства организации; задача состоит в том, чтобы на ранних стадиях разработки конструкции изделия (в КПП) использовать стандартные технологические решения (процессы и операции, схемы базирования, выбор заготовок, типовых маршрутов и т. д.).
Использование стандартных технологических решений позволяет существенно сократить сроки освоения новой техники при обеспечении высокой стабильности качества производственных процессов. Поэтому в ЕСТПП задача разработки технологических процессов рассматривается с позиции применения типовых и стандартных технологических процессов, обеспечивающих их максимальную преемственность для различных предприятий машиностроения и приборостроения.
Стандартизация типовых технологических процессов изготовления однотипных изделий облегчает концентрацию производства на одном и том же производственном участке, что увеличивает серийность производства и делает целесообразным организацию поточного производства на основе применения высокопроизводительных средств технологического оснащения. Применение стандартов на типовые технологические процессы освобождает в большинстве случаев технологические службы от необходимости заново разрабатывать технологические процессы, конструировать и изготовлять технологическую оснастку и инструмент.
Взамен всего многообразия видов процессов, используемых в промышленности, ГОСТ 14.302—73 устанавливает два вида процессов — типовой и единичный. Вид технологического процесса определяется количеством наименований изделий, охватываемых процессом (одно изделие, группы однотипных и разнотипных изделий). По своему основному назначению виды технологического процесса подразделяются на рабочий и перспективный.
В зависимости от степени детализации содержания в документах согласно Единой системе технологической документации (ЕСТД) процессы могут быть маршрутными, операционными и маршрутно-операционными.
Схема общей классификации технологических процессов представлена на рисунке 5.
Рисунок 5 - Общая классификация технологических процессов
В зависимости от общности конструктивных и технологических признаков изделий, изготовляемых или ремонтируемых посредством унифицированного технологического процесса, последний может быть типовым или групповым.
Измененная общая классификация технологических процессов представлена на рисунке 6.
Технологические процессы
Унифицированные
Единичные
Групповые
Типовые
Рисунок 6 - Измененная общая классификация технологических процессов
Типовые технологические процессы разрабатываются на основе «Технологического классификатора деталей машиностроения и приборостроения». Детали по технологическому классификатору группируются по признакам, определяющим общность технологического процесса их изготовления.
4 Типизация технологических процессов
Типизация технологических процессов является одним из важнейших этапов их стандартизации. Типизация должна устранять многообразие технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов. Она является базой для разработки стандартов на типовые технологические процессы.
Ведущим методом типизации технологических процессов следует считать метод технологической последовательности, в основе которого лежит общность элементов технологических процессов (операций, переходов), определяющих рациональные условия организации производства. Типизация технологических процессов включает в себя следующие работы: систематизацию и анализ возможных технологических решений при изготовлении изделий каждой классификационной группы; проектирование оптимального для данных производственных условий типового процесса изготовления изделий каждой классификационной группы с одновременным решением всего комплекса технологических задач.
Типовые технологические процессы разрабатываются в соответствии с требованиями ГОСТ 14.301—73 «ЕСТПП. Общие правила разработки технологических процессов и выбора средств технологического оснащения» и ГОСТ 14.303—73 «ЕСТПП. Правила разработки и применения типовых технологических процессов», устанавливающими исходную информацию для разработки типовых технологических процессов, перечень основных задач на этапах разработки и правила применения этих процессов при технологической подготовке производства.
Исходную информацию для разработки типовых технологических процессов подразделяют на базовую, руководящую и справочную.
Схема формирования структуры типового технологического процесса представлена на рисунке 7.
Рисунок 7 - Схема формирования структуры технологического процесса
Общие положения ЕСТПП устанавливают основные задачи, решаемые на этапах разработки типовых технологических процессов, и правила применения этих процессов. Разработку типовых технологических процессов проводят по следующим этапам:
- классификация объектов производства. На этом этапе создаются группы обьектов производства, обладающих общностью конструктивно-технологических характеристик, и выбираются типовые представители групп производства;
- количественная оценка групп объектов производства. Здесь определяется тип производства для каждого представителя групп изделий (единичное, серийное или массовое);
- анализ конструкций типовых представителей объектов производства по чертежам и техническим условиям, программ выпуска и типа производства. Разрабатывают основные маршруты изготовления типовых конструкций, включая заготовительные процессы;
- выбор заготовки и метод ее изготовления. Определяют вид исходной заготовки и метод ее изготовления, производят техникоэкономическую оценку выбора заготовки;
- выбор технологических баз;
- выбор вида обработки (литье, обработка давлением, обработка резанием и др.). Оценивают точностные характеристики метода и качество поверхности изделия, выбирают метод обработки;
- составление технологического маршрута обработки. Устанавливают последовательность операций и определяют группы оборудования по операциям;
- разработка технологических операций. На этом этапе решают следующие задачи: производят рациональное построение технологических операций; выбирают структуры операций; устанавливают рациональную последовательность переходов в операции; выбирают оборудование, обеспечивающее оптимальную производительность при условии обеспечения требуемого качества;
- расчет точности, производительности и экономической эффективности вариантов типовых технологических процессов. Выбирают оптимальный вариант типового технологического процесса;
- оформление документации на типовые технологические процессы. Согласовывают документы на технологический процесс со всеми заинтересованными службами и утверждают их.
5 Стандартизация технологических процессов
Использование стандартных технологических решений позволяет существенно сократить сроки освоения новой техники при обеспечении высокой стабильности качества производственных процессов. Поэтому в ЕСТПП задача разработки технологических процессов рассматривается с позиции широкого применения типовых и стандартных технологических процессов, обеспечивающих их максимальную преемственность для различных предприятий машиностроения и приборостроения. Сокращения сроков, стоимости и повышения качества разработки технологических процессов можно достичь за счет широкого применения типовых и стандартных технологических процессов, создания информационно-вычислительных систем для механизации и автоматизации процессов проектирования.
Стандартизации технологических процессов должны предшествовать: классификация деталей, методов обработки, элементов технологических процессов, материальных средств оснащения технологических процессов; разработка конструкторско-технологической документации на детали и сборочные единицы; типизация технологических процессов и их элементов.
Стандарт на технологический процесс должен быть оптимальным в конкретных производственных условиях, разрабатываться для изготовления группы деталей, обладающих общими конструктивными и технологическими признаками, и являться основой при разработке рабочего технологического процесса. Разработанный на экономически и технически допустимый срок, стандарт должен содержать полную или частичную информацию, необходимую для проектирования рабочего технологического процесса любого изделия, входящего в эту классификационную группу.
Основными объектами стандартизации в области технологии изготовления изделий могут быть: виды заготовок; межоперационные требования к заготовке; состав и последовательность технологических операций (типовая схема изготовления), технологические операции, т.е. законченные части технологического процесса, каждая из которых выполняется на одном рабочем месте; средства технологического оснащения (оборудование, приспособления, обрабатывающий, вспомогательный и измерительный инструмент); определение рабочего места; технологическая документация «только в рамках требований стандартов ЕСТД).
Последовательность работ по стандартизации технологических процессов изготовления деталей показана на рисунке 8.
Рисунок 8 - Последовательность работ по стандартизации технологических процессов изготовления деталей
Оформление стандарта на типовой технологический процесс
Расчет производительности и экономической эффективности вариантов типовых технологических процессов
Установление содержания стандарта на технологический процесс
Установление объектов стандартизации технологического процесса
Изучение и анализ действующих технологических процессов изготовления деталей
Формирование групп технологически однородных деталей для их совместной обработки
Выбор действующих технологических процессов или разработка специальных типовых технологических процессов для изготовления сформированных групп деталей
Установление общих конструкторских признаков, определяющих принадлежность деталей к технологически одной группе
6 Формирование свободного объемно-календарного графика выполнения производственной программы предприятия
Объёмно-календарный (объемно-цикловой) график хода производства позволяет увязать желаемые сроки выполнения заказов с полноценной загрузкой производственных подразделений на всех стадиях производства. Этот объёмно-календарный график, кроме решения чисто плановых задач, позволяет вести активный контроль и регулирование хода производства для удержания производственного процесса в плане-графике. Сводный объёмно-цикловой график выполнения всех заказов, включенных в производственную программу, одновременно является сводным объёмно-цикловым графиком загрузки всех производственных участков, участвующих в исполнении производственной программы предприятия.
Каждая стадия производства отделена от последующей межцеховым перерывом. Этот перерыв формируется либо по опережениям работ, переходящим с предыдущего планового периода, либо по максимальному нормативному опережению одного из заказов, включённых в производственную программу на данный плановый период. Эти опережения являются важным организационным элементом, необходимым для обеспечения непрерывной загрузки производственных подразделений следующей стадии производства, выравнивания скорости потребления при работе участков смежных стадий партиями разного размера, времени перекомплектации комплектов предметов труда.
Для сокращения производственного цикла каждого заказа, уменьшения межцеховых заделов и погашения естественного фона сбоев (естественный фон сбоев в производстве обычно не превышает однодневной задержки половины наименований деталей, составляющих маршрутный комплект деталей) в производстве каждый маршрутный комплект предметов труда (заготовок, деталей, СЕ и т.д.) должен загружать каждую операцию процесса примерно на двое суток или на половину рабочей недели. Синхронизация размеров комплектов предметов труда производится принудительно. Все маршрутные комплекты предметов труда имеют примерно одинаковый цикл изготовления, но несколько отличаются углом развертывания процесса изготовления.
Для облегчения построения сводного объемно-циклового плана-графика изготовления изделий можно воспользоваться нормативными количественными пропорциями сочетания различных изделий, с помощью которых формируется совокупное изделие, состоящее из серий изделий различных наименований.
7 Структура и продолжительность производственного цикла
Продолжительность производственного цикла изготовления продукции (независимо от числа одновременно изготавливаемых деталей или изделий) – это календарный период, в течение которого сырье, основные материалы, полуфабрикаты и готовые комплектующие изделия превращаются в готовую продукцию, или, другими словами, это отрезок времени от момента начала производственного процесса до момента выпуска готового изделия или партии деталей, сборочных единиц. Например, производственный цикл простого процесса начинается с запуска в производство заготовки (партии заготовок) и заканчивается выпуском готовой детали (партии деталей). Производственный цикл сложного процесса состоит из совокупности простых процессов и начинается с запуска в производство первой заготовки детали, а заканчивается выпуском готового изделия или сборочной единицы.
Продолжительность производственного цикла зависит от времени трудовых и естественных процессов, а также от времени перерывов в производственном процессе.
На рисунке 9 представлена структура производственного цикла.
Рисунок 9 - Структура производственного цикла
В течение трудовых процессов выполняются технологические и нетехнологические операции.
Структура и продолжительность производственного цикла зависят от типа производства, уровня организации производственного процесса и других факторов. Для изделий машиностроения характерна высокая доля технологических операций в общей продолжительности производственного цикла. Сокращение цикла имеет большое экономическое значение.
Как правило, продолжительность производственного цикла определяется для одной детали, партии деталей, одной сборочной единицы или партии единиц, одного изделия. При этом следует учитывать, что изделием
называют любой предмет или набор предметов, подлежащих изготовлению на предприятии или в его подразделениях.
При расчете продолжительности производственного цикла изготовления изделия учитывают лишь те затраты времени на транспортные и контрольные операции, естественные процессы и перерывы, которые не перекрываются операционным циклом.
8 Длительность производственного цикла изготовления партии отливок
Определение длительности производственного цикла партии деталей (партии одного предмета труда) можно проиллюстрировать применительно к механической обработке партии деталей. Этот расчёт является типовым и применяется с учетом специфики технологий во всех цехах промышленных предприятий.
Длительность совокупного технологического цикла механической обработки партии деталей при разных видах их движения или разных способах календарной организации процесса определяется по следующим формулам:
, (1)
, (2)
. (3)
где Тп — длительность цикла обработки партии деталей при последовательном виде движения деталей;
Тпр — длительность цикла обработки партии деталей при параллельном виде движения деталей;
Тпп — длительность цикла обработки партии деталей при параллельно-последовательном виде движения деталей;
n – размер партии одинаковых деталей, в штуках;
tj — длительность j-ой технологической операции детали;
tгл = mах tj — наибольшая длительность технологической операции детали;
tмj –длительность меньшей из каждой пары смежных технологических операций детали.
По вышеприведенным формулам (например, для n = 8, j = 4, t1 = 3, t2 = 1, t3 = 4, t4 = 2, когда ∑tмj = 1+1+2 = 4 и ∑tj =3+1+4+2= 10) длительности циклов изготовления рассматриваемой партии деталей примут следующие значения:
Тп=8·10=80, (4)
Тпр=7·4+10=38, (5)
Тпп = 80-7·4 = 52. (6)
Для расчёта длительности производственного цикла заказа, как правило, используется календарная длительность производственного цикла партии деталей, в котором технологическая часть составляет примерно 10%, а 90% — это организационная составляющая.
, (7)
, (8)
. (9)
где с — число рабочих мест, используемых параллельно для выполнения данной операции;
s — число рабочих смен в сутках;
q — продолжительность рабочей смены, час.;
60 — коэффициент перевода минут в часы;
tмо — межоперационное время пролёживания партии деталей, час.;
te — продолжительность естественных процессов, дней;
tпзj — подготовительно-заключительное время на j-ю операцию партии деталей, мин.
Последовательный вид движения деталей процесса изготовления партии деталей обеспечивает непрерывную загрузку рабочих на время исполнения заданной работы, но характеризуется самым длительным циклом изготовления этой партии деталей.
Параллельный вид движения деталей процесса изготовления партии деталей обеспечивает непрерывное изготовление каждой детали этой партии и минимальный цикл изготовления всей партии деталей, но характеризуется самими большими простоями рабочих мест.
Параллельно-последовательный вид движения деталей процесса изготовления партии деталей объединяет лучшие характеристики последовательного и параллельного видов. Он обеспечивает одновременно непрерывную загрузку рабочих мест и сокращение цикла изготовления данной партии деталей. Этот вид движения деталей обеспечивает одновременно оптимизацию процесса сначала по критерию минимизации простоев рабочих мест, а затем по критерию минимизации цикла изготовления партии деталей. Поэтому этот способ организации процесса является наиболее эффективным при организации производственных процессов в непоточном производстве.
В качестве ограничений в зависимости от производственной ситуации должны учитываться и другие факторы:
- стойкость специального инструмента, приспособления, штампа, выраженная через количество деталей (партию деталей следует уменьшать до стойкости инструмента, если смена инструмента по времени равнозначна переналадке оборудования или превышает предусмотренное в норме время на переналадку);
- наличие свободных площадей для размещения партии деталей возле рабочих мест, на которых производится изготовление деталей (этот фактор учитывается, как правило, только для крупногабаритных деталей, которые размещаются у рабочих мест без тары);
- дефицитность и материалоемкость детали, когда работа оптимальными партиями невозможна из-за угрозы нехватки дефицитного металла на изготовление других деталей, заданных в той же программе, что и рассматриваемая деталь.
Статическое представление об экономически целесообразном размере партии не учитывает основных конкретных условий производства, от которых на самом деле зависит рациональный размер партии, деталей. Такими условиями являются: количество наименований деталей, подлежащих изготовлению в данном плановом периоде, соответствие структуры и величины пропускной способности производственного подразделения суммарной трудоемкости и структуре трудоёмкости производственной программы данного подразделения, количество операций ведущей детали или количество операций в типовом технологическом маршруте. То есть не учитываются условия организации производства и динамизм хода производственного процесса, когда партии деталей мешают друг другу, так как изготавливаются в одном плановом периоде и на одном производственном участке.
9 Распределение трудоемкости механообработки комплекта деталей
относительно их цикла
Планирование работы предприятия и его подразделений осуществляется с помощью объемно-календарного метода или объемно-календарных расчетов по принципу “средней плотности”, для которого характерно представление о производстве, как о статичном. Это представление игнорирует технологическую последовательность операций, динамизм организации производственного процесса в целом во времени и пространстве, динамику внутрипроизводственных пропорций частей процесса.
Ошибочность такого представления подтверждается существующей практикой оперативного планирования, которая не может избежать “штурмовщины” в работе производственных подразделений, нарушений плановых сроков выпуска продукции, дефицита деталей на сборке по вине самого производства и неполной загрузки рабочих и оборудования. В том, что объемно-календарные расчеты, по принципу “средней плотности” не точны, можно убедиться с помощью имитационного графического моделирования процесса механообработки маршрутного комплекта деталей, принадлежащих одному заказу и изготавливаемых на данном производственном участке.
В соответствии с межотраслевыми рекомендациями комплект деталей может быть изготовлен за время обработки ведущей детали. После дробления партий запуска на роль ведущей детали стала претендовать и седьмая деталь, имеющая наибольшее количество операций. Для того, чтобы определить ведущую деталь, можно воспользоваться упрощенной формулой длительности цикла обработки, при последовательном виде движения деталей.
Тц= Т/С +(Ко - 1)·tмо. (10)
где Тц — длительность цикла обработки партии деталей, ч;
Т — общая трудоемкость партии деталей, ч;
С — количество рабочих мест, одновременно занятых изготовлением данной партии деталей (С=2);
Ко — количество технологических операций рассматриваемой детали;
tмо — норматив межоперационных перерывов, от 0,5 до 1 смены.
На рисунке 10 представлены составляющие производственного цикла.
Рисунок 10 - Составляющие производственного цикла
В качестве такого маршрутного комплекта для примера взят комплект деталей фланцы.
Характеристика маршрутного комплекта деталей “фланцы” представлена в таблице 1
Таблица 1 - Характеристика маршрутного комплекта деталей “фланцы”
|
Трудоемкость работ, ч |
||||||||||
|
По операциям |
По видам работ |
|||||||||
|
Общая |
Токарная |
Фрезерная |
Сверлильная |
Токарная |
Фрезерная |
Шлифовальная |
Токарная |
Фрезерная |
Сверлильная |
Шлифовальная |
|
140 |
60 |
- |
5 |
20 |
15 |
40 |
80 |
15 |
5 |
40 |
|
120 |
50 |
40 |
- |
- |
- |
30 |
50 |
40 |
- |
30 |
|
75 |
- |
25 |
- |
- |
- |
50 |
- |
25 |
- |
50 |
|
117 |
45 |
- |
7 |
30 |
35 |
- |
75 |
35 |
7 |
- |
|
180 |
80 |
- |
15 |
10 |
25 |
50 |
90 |
25 |
15 |
50 |
|
165 |
- |
15 |
40 |
40 |
- |
70 |
40 |
15 |
40 |
70 |
|
215 |
30 |
60 |
40 |
10 |
20 |
55 |
40 |
80 |
40 |
55 |
|
285 |
80 |
- |
25 |
- |
90 |
90 |
80 |
90 |
25 |
90 |
|
285 |
80 |
- |
25 |
- |
90 |
90 |
80 |
90 |
25 |
90 |
|
160 |
45 |
63 |
- |
- |
- |
55 |
45 |
60 |
- |
55 |
|
213 |
60 |
75 |
50 |
- |
- |
28 |
60 |
75 |
50 |
28 |
|
228 |
66 |
- |
20 |
55 |
52 |
35 |
121 |
52 |
20 |
35 |
|
166 |
- |
80 |
33 |
- |
20 |
36 |
- |
100 |
30 |
33 |
|
2349 |
596 |
355 |
257 |
165 |
347 |
629 |
751 |
702 |
257 |
629 |
По данным этой таблицы в соответствии с “равной плотностью” распределения работ относительно их цикла в таблице . рассчитывается количество рабочих мест, необходимых для механообработки комплекта деталей “фланцы” за месяц.
Для упрощения в таблице 1 и в дальнейших расчетах коэффициент выполнения норм каждым рабочим на всех видах работ принят равным единице. Это упрощение позволяет технологическую трудоемкость учитывать как плановую непосредственно в часах, что ни в коей мере не меняет существа задачи. В маршрутном комплекте деталей “фланцы” ведущими являются детали “8” и “9’, как детали имеющие наибольшую трудоемкость — 285 часов.
В таблице 2 представлен расчет количества рабочих мест по принципу “средней плотности”.
Таблица 2 - Расчет количества рабочих мест по принципу “средней плотности”
|
Исходные данные |
Всего |
По видам работ |
|||
|
Токарные |
Фрезерные |
Сверлильные |
Шлифовальные |
||
|
Трудоемкость обработки комплекта деталей, ч |
2349 |
761 |
702 |
257 |
629 |
|
Номинальный фонд времени работы участка, ч |
185 |
185 |
185 |
185 |
185 |
|
Сменность работы |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Число рабочих мест по расчету |
12,7 |
4,2 |
3,8 |
1,4 |
3,4 |
|
Число рабочих мест, принятых за выполнение задания |
14 |
4 |
4 |
2 |
4 |
С тем чтобы ведущая деталь наверняка определяла совокупный цикл, расчет длительностей циклов механообработки рассматриваемых деталей ведется по максимальному значению норматива межоперационного пролеживания (tмо=8 часов). Наибольшая из длительностей циклов механообработки этих деталей однозначно определяет ведущую деталь комплекта.
Тц8,9 = 285/2 + (4 - 1) · 8 = 166,5 ч, (11)
Тц7 = 215/2 + (6 - 1)· 8 = 147,5 ч. (12)
Надо ещё учесть, что фактическое количество элементов межоперационного пролёживания деталей равно не (m-1), как это предполагается по традиционной методике, а (m+1). На самом деле часть деталей комплекта пролёживает перед запуском на первую операцию (количество рабочих мест на первой операции намного меньше числа наименований деталей в комплекте). С другой стороны, первая деталь комплекта, прошедшая все операции, должна ждать, пока не пройдёт обработку последняя деталь, которая необходима для сдачи изготовленной продукции комплектами на сборку. То есть к циклу ведущей детали надо ещё добавить два элемента межоперационного пролёживания или 16 часов. Но и в этом случае цикл ведущей детали будет меньше длительности планового периода: Тц8,9 = 166,5 + 16 = 182,5 ч менее 185 ч.
Ведущими деталями остались 8 и 9 детали. Так как длительность цикла ведущих деталей меньше месяца, то еще больше оснований полагать, что комплект «фланцы» может быть обработан за месяц.
Очевидно, что ход производства должен планироваться более совершенными методами, которые не основываются на ошибочном представлении о ходе производства, как о статичном, а используют естественное представление о ходе производства, как о динамичном. Такой метод планирования есть (он получил название объемно-динамичного метода), и используется в маршрутной системе оперативного планирования непоточного производства.
10 Длительности производственного цикла партии отливок
В литейных цехах немассового типа производства точное определение ДПЦ каждой отдельной партии средних и крупных по габаритам отливок (например массой от 100 кг до 7 т), изготовленных с применением земляных форм вручную или с помощью машин, затруднено, поскольку связано с получением необходимой и достаточно точной исходной информации. В некоторых случаях достоверный расчет оказывается практически невозможным. Это обусловлено тем, что если для средних по габаритам отливок изготовление стержней и сборка форм осуществляется обычно последовательно, то для крупных отливок — с некоторой параллельностью. Определить заранее степень параллельного совмещения операций формовки и изготовления необходимых стержней зачастую невозможно из-за непредсказуемости конкретной ситуации в производстве. Некоторые из технологических операций выполняются последовательно по отношению ко всем заформованным отливкам различного наименования. Например, заливка жидкого металла во все формы, заранее подготовленные на формовочном участке, производится на протяжении вполне определенного отрезка времени. Очередность заливки тех или иных форм может быть самой разной, заранее предсказать ее невозможно, что обусловливает понижение достоверности расчетов ДПЦ. Отступление от указанной закономерности имеет место лишь по крупным отливкам, потребность в жидком металле для изготовления которых соразмерна с совокупной производительностью плавильных агрегатов (за один цикл плавки металла).
Очистка мелкого чугунного литья, осуществляемая в специальных устройствах, называемых барабанами (например галтовочных), требует одновременной загрузки их различными отливками (для улучшения процесса очистки). Тем самым существенно затрудняется достоверный расчет длительности выполнения технологической операции очистки по отдельным партиям небольших по размерам отливок.
Непредсказуемость объема сварочных работ по устранению обнаруживаемых в изготовленных отливках дефектов до и после выполнения операции рентгеноскопии, отсутствие обоснованных норм межоперационного времени по технологическим операциям, осуществляемым последовательно (гидроочистка, отрезка литниковых систем, прибылей, термообработка, дробеструйная обработка, физико-механические испытания), еще больше снижают достоверность расчетов ДПЦ партий отливок.
Для партий мелких и неответственных отливок (массой от 100 г до 5 кг), в технологическом процессе изготовления которых отсутствуют такие достаточно трудоемкие операции, как термообработка (отжиг, отпуск, закалка, нормализация), рентгеноскопия, исправление дефектов до и после рентгена путем электрозаварки, а затраты времени на плавку металла и заливку форм совмещаются со временем формовки, ДПЦ может приниматься равной 5 суткам.
Непростым и до конца не решенным вопросом является определение ДПЦ партий крупных и сложных в конструктивно-технологическом отношении отливок (массой 0,5-7 т), которые изготавливаются в условиях немассового типа производства. Для обеспечения необходимой точности расчетов ДПЦ партий отливок принципиально важное значение имеет достоверное установление средней нормы межопера- ционных перерывов по технологическим операциям, выполняемым последовательно.
Как было отмечено выше, в процессе изготовления крупного литья с целью соблюдения технологических требований и сокращения ДПЦ партий такие технологические операции, как изготовление стержней и форм, выполняются с необходимой параллельностью. В связи с этим возникает потребность в определении совокупной длительности цикла выполнения названных операций.
Для определения обоснованных норм межоперационного времени целесообразно воспользоваться одним из современных методов. Одновременно необходимо располагать нормированными затратами времени на выполнение такой специфической операции, как рентгеноскопия.
11 Расчет и анализ производственного цикла
Если технологический процесс построен по принципу дифференциации операций, то каждая операция выполняется на соответствующем ей рабочем месте, между которыми осуществляется транспортировка предметов труда. Технологический цикл обработки одного предмета труда определяется по формуле:
(13)
где ti – норма времени на i-ю операцию;
и – число операций в технологическом процессе.
В технологическом процессе, построенном преимущественно по принципам концентрации операций (например, на агрегатном станке), предполагается одновременно выполнять несколько операций, и в технологический цикл включается операция с максимальным операционным циклом Тоi из всех, выполняемых параллельно, тогда:
(14)
где ТТ1=max(Т0i– технологический цикл операций, выполняемых на станке;
ТТ2– цикл операций, выполняемых дифференцированно:
(15)
При изготовлении партии одинаковых предметов труда может использоваться один из видов движения предметов труда по операциям: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный.
Сущность последовательного вида движения заключается в том, что каждая последующая операция начинается только после окончания изготовления всей партии предметов труда на предыдущей операции.
При этом технологический цикл изготовления партии n на i операциях:
(16)
На рисунке 11 представлен технологический цикл при последовательном виде.
Рисунок 11 - Технологический цикл при последовательном виде
Если на одной или нескольких операциях работа производится одновременно на нескольких рабочих местах i, то:
(17)
Чтобы сократить технологический цикл, применяют параллельно-последовательный вид движения. Сущность его состоит в том, что вся обрабатываемая (или собираемая) партия делится на транспортные партии по nт штук в каждой.
На рисунке 12 представлены варианты технологических циклов.
При организации параллельно-последовательного движения возможны два варианта совмещения операций:
- при операционном цикле предшествующей операции меньшем, чем у последующей, а);
- при операционном цикле предшествующей операции большем, чем у последующей, б).
а б
Рисунок 12 - Варианты технологических циклов
В первом случае максимальное совмещение операций можно получить, передавая первую транспортную партию на последующую операцию сразу же после окончания работы над ней на предыдущей.
Во втором случае для обеспечения непрерывной работы во время последующей операции (i + 1) необходимо ориентироваться на последнюю транспортную партию, определяя возможное время начала работы над ней на этой операции.
Технологический цикл при параллельном виде движения партий предметов труда по операциям аналитически определяется по формуле:
(13)
На рисунке 13 представлен технологический цикл при параллельном виде
Рисунок 13 - Технологический цикл при параллельном виде
Рисунок 13 показывает, что в общем случае на всех операциях, кроме операции, максимальной по продолжительности, работа осуществляется с перерывами. Только для синхронного процесса, в котором длительности операций равны или кратны.
12 Оптимизация процесса изготовления деталей с учетом динамизма хода производства
Процессы изготовления партий деталей или единичные производственные процессы организуются во времени, и их протяженность при различных способах обработки предметов труда определяется по соответствующим формулам длительности производственного цикла Тп, Тпр и Тпп.
Эти формулы не должны механически переноситься на более сложные частичные и частные производственные процессы. Например, в практике машиностроительных предприятий, из-за несовершенства действующих методик большие ошибки допускаются при определении длительности производственного цикла частичного производственного процесса (процесса изготовления комплекта деталей) и особенно при расчете опережений между операциями частичного производственного процесса (видами работ на производственном участке).
Обычно длительность производственного цикла изготовления комплекта деталей устанавливают по длительности цикла изготовления ведущей (наиболее трудоемкой и многооперационной) детали, что приводит к занижению цикла не менее чем в 1,5 раза. За опережениями между операциями частичного процесса вообще, как правило, не следят, отдают пред почтение отслеживанию прохождения деталями отдельных операций, что приводит к потере контроля за организацией производственного процесса в целом, к нарушению непрерывности производственного процесса (к внутрисменным простоям рабочих, к непредсказуемым движениям «широких» и «узких» мест в производстве), к неритмичной работе производственных участков и предприятия в целом.
Чтобы этого не допустить, длительность производственного цикла частичного процесса при параллельно-последовательном выполнении его операций должна определяться по формуле, аналогичной формуле длительности цикла изготовления партии деталей при параллельно-последовательном способе обработки предметов труда.
Процесс изготовления маршрутного комплекта деталей можно представить как объемно-календарный контур (ОКК) взаимосвязанных запараллеленых календарных прямоугольников, каждый из которых отражает продолжительность загрузки и количество взаимозаменяемых рабочих мест участка на соответствующей операции частичного процесса.
13 Пути сокращения производственного цикла
Сокращение продолжительности производственного цикла имеет важное экономическое значение. Чем меньше продолжительность производственного цикла, тем больше продукции в единицу времени при прочих равных условиях можно выпустить на данном предприятии, в цехе или на участке; тем выше использование основных фондов предприятия; тем меньше потребность предприятия в оборотных средствах, вложенных в незавершенное производство; тем выше фондоотдача и т. д.
В заводской практике производственный цикл сокращается одновременно по трем направлениям: уменьшается время трудовых процессов; сокращается время естественных процессов; ликвидируются полностью или сводятся к минимуму различные перерывы.
Практические мероприятия по сокращению производственного цикла вытекают из принципов построения производственного процесса, в первую очередь – принципов пропорциональности, параллельности и непрерывности. Сократить время трудовых процессов в части операционных циклов можно путем совершенствования технологических процессов, а также повышения технологичности конструкции изделия.
Под совершенствованием технологических процессов понимают их комплексную механизацию и автоматизацию, внедрение скоростных режимов (например, скоростного и силового резания, скоростного нагрева под ковку и штамповку), штамповку вместо свободной ковки, литье в кокиль и литье под давлением вместо литья в песчаные формы, а также концентрацию операций. Последняя может заключаться в многоинструментальной и многопредметной обработке либо в совмещении в одном рабочем цикле нескольких различных технологических операций (например, при объединении скоростного индукционного нагрева со штамповкой заготовки в одном рабочем цикле ковочной машины).
Повышение технологичности конструкций изделий заключается в максимальном приближении последних к требованиям технологического процесса. В частности, рациональное расчленение конструкции изделия на узлы и мелкие сборочные единицы является важным условием для их параллельной сборки, а следовательно, и для сокращения продолжительности производственного цикла сборочных работ.
Продолжительность транспортных операций может быть значительно уменьшена в результате перепланировки оборудования на основе принципа прямоточности, механизации и автоматизации подъема и перемещения продукции с помощью различных подъемно-транспортных средств.
Сокращение времени контрольных операций достигается путем их механизации и автоматизации, внедрения передовых методов контроля, совмещения времени выполнения технологических и контрольных операций. Входящее в этот период цикла время подготовительно-заключительной работы, особенно время наладки оборудования, также подлежит уменьшению. Наладку оборудования, как правило, необходимо выполнять в нерабочие смены, в обеденный и другие перерывы. В заводской практике успешно применяют мероприятия по сокращению периода выполнения этой работы, например внедрение групповой обработки деталей, типовых и универсальных наладок.
Продолжительность естественных процессов уменьшается за счет замены их соответствующими технологическими операциями. Например, естественная сушка некоторых окрашенных деталей может быть заменена индукционной сушкой в поле токов высокой частоты со значительным (в 5…7 раз) ускорением процесса. Вместо естественного старения отливок ответственных деталей, длящегося 10…15 суток и более, во многих случаях может быть применено искусственное старение в термических печах в течение нескольких часов.
Время межоперационных перерывов может быть значительно уменьшено в результате перехода от последовательного к последовательно-параллельному и далее – к параллельному виду движений предметов труда. Оно также может быть сокращено за счет организации цехов и участков предметной специализации. Обеспечивая территориальное сближение различных стадий производства, предметное строение цехов и участков позволяет значительно упростить внутризаводские и внутрицеховые маршруты движения и тем самым уменьшить время, затрачиваемое на межцеховые и внутрицеховые передачи.
Наконец, величина междусменных перерывов может быть снижена даже в рамках принятого режима работ предприятия, цеха, участка, например с помощью организация круглосуточной (трехсменной) работы по выпуску ведущих деталей изделий, имеющих длительный цикл обработки и определяющих продолжительность производственного цикла изделия. Для вскрытия резервов сокращения производственного цикла (как трудовых процессов, так и перерывов) в практике прибегают к фотографии производственного цикла.
Заключение
Производственный цикл является одним из важнейших показателей технико-экономического развития, который определяет возможности предприятия по объему выпуска продукции и затраты на ее производство.
Длительность производственного цикла влияет на важнейшие показатели работы предприятия и приводит к ускорению оборачиваемости оборотных средств, сокращению объемов незавершенного производства, повышению производительности труда, улучшению использования производственных мощностей и росту выпуска продукции, снижению себестоимости единицы продукции за счет уменьшения постоянных расходов приходящихся на единицу продукции, повышению рентабельности производства.
Сокращение длительности производственного цикла представляет собой одну из наиболее важных задач организации производства на предприятии, от надлежащего решения которой в большой мере зависит его эффективная, рентабельная работа.
Выполнены цели курсовой работы: определение производственного цикла изготовления партии отливок, изучение методов определения и оценки технологичности конструкции изделия, разработка рекомендаций по разработке технологических процессов, описание структуры и продолжительности производственного цикла, организация путей сокращения производственного цикла.
Таким образом, курсовая работа выполнена полностью.
Список литературы