Учебное пособие 774

Ситуация 1. Крупное предприятие выпускает арматуру для оборудования нефтяных и газовых скважин. Номенклатура выпускаемой продукции достаточно широка (около 100 наименований), выпуск отдельных позиций номенклатуры повторяется в течение года, однако периоды повторения выпуска нерегулярны из-за существенных колебаний спроса на выпускаемую продукцию. В конструкцию каждого изделия входят десятки деталей, большая часть которых производится силами предприятия.

Для механической обработки деталей арматуры в производственной структуре предприятия создано пять механических цехов, выделенных по принципу однородности выполняемых операций (два цеха токарной обработки, два цеха фрезерной и сверлильной обработки, один цех чистовой обработки – шлифовки и полирования). Внутри каждого цеха созданы участки, объединяющие одинаковые рабочие места (модели станков). Исследование состояния организации производства в механических цехах показало, что на одном рабочем месте в месяц выполняется в среднем 35 детале-операций. Анализ, проведённый техническими службами предприятия, показал, что в конструкции основных номенклатурных позиций встречается до 50% деталей, сходных по конструктивным и технологическим характеристикам, но отличающихся размерами и маркой металла.

Вопросы:

1.Какой тип производства сложился на предприятии и, в частности, в механообрабатывающем производстве? Какие признаки позволяют сделать такой вывод?

2.Какой метод производства применяется в механообрабатывающем производстве данного предприятия? Что об этом свидетельствует?

Ситуация 2. Группа инженеров разрабатывает проект организации механического цеха. Цех будет входить в состав крупного автомобилестроительного завода, выпускающего автомобили широкого спроса. Цех специализируется на механической обработке нескольких видов деталей с объёмом производства до 100 тысяч в год каждая. Детали обрабатываются по групповому технологическому процессу, имеют небольшие размеры, масса их не превышает 5кг.

Анализ разработанных ОГТ технологических процессов показывает, что более 50% операций механической обработки на данный момент не равны по продолжительности и не кратны друг другу, т.е. техпроцессы нельзя назвать синхронизированными.

В настоящий момент решается задача разработки комплексной системы технического обслуживания и обеспечения производства в проектируемом цехе. Вопросы:

1.Какой тип производства соответствует проектируемому цеху?

2.Какой метод организации производства необходимо применить в цехе?

3.Как расставить станки в проектируемом механическом цехе?

11

4. Как будут передаваться детали между станками, какая должна использоваться форма организации процессов во времени?

Ситуация 3. Группа инженеров разрабатывает проект организации механического цеха. Цех будет входить в состав крупного авиастроительного завода, выпускающего несколько моделей пассажирских лайнеров, запасные части к ним, а также осуществляющего плановый ремонт самолётов.

Цех специализируется на механической обработке крупногабаритных панелей, обшивок, балок, лонжеронов и других авиационных деталей из алюминиевых и титановых сплавов. Длина некоторых деталей достигает 5 метров, масса может достигать 500 и более килограмм. Номенклатура типоразмеров деталей, которые будут обрабатываться в цехе, составляет более 500 наименований. Размеры партий невелики. При этом часть месячной производственной программы цеха будет постоянной, так как детерминируется годовым планом производства самолётов. Другая значительная часть программы производства связана с восстановлением изношенных деталей и обработкой запасных частей для самолётов, находящихся в ремонте, поэтому точно запланировать номенклатуру и объём работ по этой части программы невозможно из-за специфики ситуации, сложившейся на рынке авиаперевозок.

Для обработки деталей в цехе планируется использовать тяжёлые станки с числовым программным управлением (ЧПУ), однако наряду с автоматизированной обработкой наблюдается высокий уровень трудоёмкости ручных слесарных операций. Число операций обработки каждой детали в цехе относительно невелико (10-20 операций), однако трудоёмкость обработки достаточно большая (от 1 до 20 часов на одну деталь).

Вопросы:

1.Какой метод производства целесообразно применить в проектируемом механическом цехе? Почему?

2.В соответствии с какой формой необходимо выполнить планировку расположения основного оборудования в цехе? Поясните своё решение.

3.Каким образом Вы планируете осуществлять межоперационную транспортировку деталей в цехе? Какие устройства необходимо включить в компоновку основных производственных участков цеха?

4.Какой вид движения деталей между операциями будет использоваться в проектируемом цехе?

Задание 2.

При каких организационно-экономических условиях возможно уменьшение коэффициента закрепления операций без изменения технологии производства продукции? Как меняется трудоёмкость и себестоимость единицы продукции в этом случае? Объясните причину этих изменений.

12

Задание 3.

При каких организационно-экономических условиях возможно увеличение коэффициента закрепления операций без изменения технологии производства продукции? Как меняется трудоёмкость и себестоимость единицы продукции в этом случае? Объясните причину этих изменений.

Задание 4.

В результате значительного роста спроса на выпускаемую продукцию предприятия в механических цехах создаются предпосылки для перехода от технологической к предметной специализации участков обработки деталей. Можно ли согласиться с этим утверждением? Поясните свой ответ. Как должны измениться себестоимость и длительность цикла изготовления продукции в результате такой трансформации?

Задание 5.

Из-за экономического кризиса завод по сборке грузовиков сталкивается с необходимостью снижения объёмов производства продукции в новом году в два раза по сравнению с предыдущим по причине отсутствия потребительского спроса.

Вопросы:

1.Как изменится тип производства продукции на заводе?

2.Как изменится закрепление операций на сборочном конвейере? Почему?

3.Как изменится структура затрат на производство продукции?

Задания для самостоятельной работы.

Задание 1.

Годовая производственная программа проектируемого механического участка предполагает изготовление 60000 деталей А, 81000 деталей Б, 70000 деталей В и 56000 деталей Г. Штучное время обработки деталей на участке: А – 35 минут, Б – 25 минут, В – 15 минут, Г – 45 минут. Техпроцесс обработки деталей включает соответственно 4, 3, 3 и 5 операций.

Необходимо предварительно определить тип производства проектируемого подразделения.

Задание 2.

Производственный участок в течение продолжительного периода времени выпускает детали одного наименования в большом количестве (до нескольких тысяч в месяц). Техпроцесс обработки деталей на участке предполагает выполнение пяти операций механической обработки деталей: токарная 1-ая – фрезерная – сверлильная – токарная 2-ая – шлифовальная. Проведённые расчёты потребного количества станков по операциям дали следующий результат: на первой операции (токарной) - 1 станок; на второй операции (фрезерной) – 2 станка;

13

на третьей операции (сверлильной) – 1 станок; на четвёртой операции (токарной) – 2 станка; на пятой операции (шлифовальной) – 1 станок.

Разработайте наиболее рациональную схему планировки производственного участка (на схеме стрелочками покажите движение деталей, прямоугольниками обозначьте станки). Укажите вид специализации и форму пространственного построения проектируемого участка производства.

Задание 3.

На участке, включающем 7 рабочих мест, в течение месяца проходят обработку детали следующих трёх групп:

1)валы 6 наименований, имеющие в среднем 6 операций;

2)втулки 10 наименований, имеющие в среднем 7 операций;

3)диски 15 наименований, имеющие в среднем 5 операций.

Назовите наиболее рациональный для данного участка метод производства и предложите соответствующие формы пространственной и временной организации процессов.

Задание 4.

Общее количество наименований изготавливаемых деталей в цеховом комплекте – 200. Месячная программа выпуска цеха включает 1 цеховой комплект. С учётом разницы в трудоёмкости изготовления деталей за первой сменой рабочих цеха закреплено 120 наименований деталей, за второй – 80. Среднее число операций обработки одной детали в цехе равно 12. В цехе установлено и работает 75 станков (в двухсменном режиме пятидневной недели, одна смена 8 часов). Средняя норма обслуживания оборудования (с учётом многостаночников) равна 0,8 чел.

Определите тип производства в цехе.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

Разработка мероприятий по технологической подготовке производства в цехах предприятия

Цель занятия: приобретение навыков разработки организационнотехнических мероприятий по технологической подготовке производства в цехах современных машиностроительных предприятий.

Перед решением заданий студенты должны изучить назначение и особенности выполнения операций на указанных в заданиях типах оборудования.

14

Задания для работы в аудитории.

Задание 1.

Рассчитайте потребное для выполнения годовой производственной программы количество гидроэластоформовочных прессов и средний плановый коэффициент их загрузки при следующих условиях: количество наименований деталей в комплекте - 2000, количество комплектов, изготавливаемых за год – 100. Детали формуются в среднем за два перехода при высоком и среднем давлении. Длительность цикла одной формовки - 5 минут - с учётом времени уста- новки-снятия деталей. Время установки-снятия оснастки (штампов) для переналадки пресса – 20 минут. Среднее количество деталей на столе пресса во время одной формовки – 4. Пресс оборудован двумя рабочими столами (пока на одном столе осуществляется формовка, на втором можно устанавливать оснастку). Режим работы – 2 смены в сутки по 8 часов, в году 250 рабочих дней, потери времени по организационно-техническим причинам – 10%.

Сформулируйте условия бесперебойной работы пресса при выполнении годовой программы выпуска деталей.

Перечислите оборудование, которое может использоваться в комплексе с прессом гидроэластичной формовки.

Задание 2.

Определите годовую производственную мощность пропиточной линии в композитном производстве, если производительность равна 10 метров погонных в час, режим работы линии – 3 смены (две по 8 часов, третья – на 1 час меньше), потери на планово-регламентное обслуживание составляют 10%, в году 253 рабочих дня.

Задание 3.

Определите годовую производственную мощность станка для автоматической выкладки пре-прега в композитном производстве, если производительность равна 5м2 в час, режим работы участка выкладки – 3 смены (две по 8 часов, третья – на 1 час меньше), потери на планово-предупредительное обслуживание оборудования составляют 10% номинального фонда времени, в году 253 рабочих дня.

Задание 4.

Участок 3d-печати создаётся для изготовления мастер-моделей из пластика, необходимых при изготовлении форм для точного литья особо сложных деталей (технология литья по выжигаемым моделям). Разработайте рекомендации по системе обслуживания и обеспечения участка, который планируется организовать на предприятии, изготавливающем жидкостные ракетные двигатели, опираясь на следующие этапы разработки решения:

15

1.Перечислите конкретные направления обслуживания и обеспечения участка.

2.Предложите возможную форму и метод обслуживания и обеспечения по каждому направлению.

3.Предложите возможных ответственных исполнителей внутри и вне участка по каждому направлению обслуживания и обеспечения.

4.Предложите возможный формат расписания работы системы обслуживания и обеспечения участка.

Задания для самостоятельной работы.

Задание 1.

Масса деталей, подлежащих термообработке на термическом участке механического цеха в течение года, составляет 12000 тонн. Цех работает в 3 смены. Одна смена – 8 часов. В году 260 рабочих дней. Потери времени на техническое обслуживание печи составляют 4%. Процент потерь времени на переналадку печи составляет 5%. Площадь пода термической печи составляет 4 м2. Удельная производительность печи равна 1 т./м2 в час.

Необходимо рассчитать количество печей на участке.

При отсутствии данных о трудоёмкости термообработки конкретных деталей расчет числа печей осуществляется исходя из удельной производительности термического агрегата по формуле:

, (7)

где Q – расчётное число термических печей; M – масса деталей, подлежащих термообработке за плановый период времени, тонн; q – удельная производительность термической печи, т/м2 в час (показывает массу деталей, обрабатываемых за один час на одном квадратном метре площади пода печи); – площадь пода печи, м2; – фонд времени работы печи за плановый период, часов; – суммарные плановые потери времени на переналадки (перезагрузку печей) и техническое обслуживание печей, %.

Задание 2.

В литейном цехе предприятия в течение года необходимо произвести: 1000 отливок массой 4,5 тонны каждая; 3500 отливок массой 4,2 т.; 1350 отливок массой 3,5 тонны; 4250 отливок массой 2,2 т.; 1570 отливок массой 2,55 т. Коэффициент выхода годного литья составляет в среднем 0,85. Оборудование работает 24 часа в сутки. Одна смена – часов. В году 260 рабочих дней. Плановые потери времени по организационно-техническим причинам составляют 10%. Определите потребность литейного цеха в плавильном оборудовании, ес-

16

ли производительность одной вагранки составляет 3 тонны в час; определите общую площадь основных отделений литейного цеха, если удельный вес площади плавильного отделения равен 7%, а площадь, занимаемая одной вагранкой равна 4,5 м2.

Последовательность решения задачи:

1) Определить массу перерабатываемой за год шихты (массу металлозавалки), исходя из суммарной массы изготавливаемых отливок и коэффициента выхода годного литья. Общая масса металлозавалки в год определяется по формуле:

∑

, (8)

где Ni — годовая программа в тоннах по видам отливок; ŋ — выход годного литья.

2) Определить потребность в вагранках для выплавки чугуна, исходя из массы металлозавалки, производительности вагранки и годового фонда времени работы одной вагранки.

Расчетное количество одновременно работающих вагранок определяется по формуле:

где Sр — расчетное количество вагранок, шт.; Q3 — годовая масса металлозавалки (шихты), т; Fд — действительный годовой фонд времени работы вагранки (час); g — производительность вагранки, т/ч.

3) Исходя из числа вагранок и площади одной вагранки, находится площадь плавильного отделения литейного цеха. Используя норматив удельного веса площади плавильного отделения, необходимо найти общую площадь литейного цеха.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 5

Закономерности внедрения прогрессивных технологий в производство действующих предприятий

Цель занятия: закрепление знаний о преимуществах современных прогрессивных технологий машиностроения, особенностях и проблемах их внедрения в производство. Формирование навыков прогнозирования экономических и социальных последствий внедрения прогрессивных технологий в действующее производство современных предприятий.

17

Задания для работы в аудитории

Задание 1.

План организационно-технических мероприятий по организации производства в одном из цехов предполагает замену устаревшего оборудования на новое, более производительное.

Как изменятся производительность труда и численность основных производственных рабочих при неизменных объёмах производства продукции цеха?

Задание 2.

План технического перевооружения предприятия предусматривает переход от ручных процессов к автоматизированному изготовлению продукции на станках с ЧПУ.

Каких последствий для экономики и социальной системы предприятия следует ожидать при переходе на новые технологии?

Задание 3.

В результате значительного роста спроса на выпускаемую продукцию предприятия в механических цехах возникла нехватка основного оборудования и рабочих станочников. Основное режущее оборудование – универсальные станки без ЧПУ, средний возраст оборудования – 32 года.

Назовите возможные направления выполнения увеличившегося объёма производства в долгосрочной перспективе. Сформируйте концептуальное предложение по возможному техническому перевооружению механообработки на предприятии.

Задание 4.

Вы работаете директором по развитию крупного самолётостроительного предприятия. Руководство предприятия поставило задачу разработать техникоэкономическое обоснование проекта организации производства деталей и узлов планера новой модели самолёта из полимерных композиционных материалов (ПКМ). Технологическими службами совместно с инжиниринговой фирмой предлагается два базовых варианта технологической концепции проекта: 1) с ручной выкладкой/намоткой; 2) с автоматизированной выкладкой/намоткой.

Составьте список достоинств и недостатков указанных вариантов технологии производства ДСЕ из ПКМ.

Задание 5.

В рамках разработки технологической концепции нового раскройного производства на самолётостроительном предприятии (раскрой металлических листов) необходимо обосновать преимущества автоматизированного раскроя на фрезерном станке для пакетного фрезерования (одновременный раскрой пакета

18

листов) по сравнению с существующей технологией раскроя на гильотинных ножницах. Также необходимо перечислить возможные сложности с реализацией данного проекта.

Задание 6.

Рассчитайте годовой экономический эффект от сокращения производственных площадей при проведении мероприятий техперевооружения в одном из цехов на машиностроительном заводе. Затраты на содержание корпуса площадью 10000 м2 составляют 1,25 млн.р. в месяц. Из этой суммы 44% составляют затраты на отопление, 25% - освещение, 16% - вентилирование помещения, 10% - затраты на текущий ремонт, 5% - уборка корпуса. Корпус разделён капитальной стеной на две половины. По проекту техперевооружения предполагается концентрация производства в одной половине корпуса (50% площади). Вторую половину корпуса в соответствии с планом организационно-технических мероприятий предполагается законсервировать на неопределённый срок.

Задание для самостоятельной работы

По просмотренным видеоматериалам и данным о технических характеристиках и функционале современного оборудования (выдаётся преподавателем) необходимо сформулировать возможности прогрессивных технологий по сравнению с традиционными способами изготовления деталей. Для выполнения задания надо заполнить таблицу 4:

19

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

Выбор варианта технологии производства изделий

Цель занятия: закрепить и конкретизировать знания студентов в области сравнительного анализа вариантов технологического процесса при решении задач технологической подготовки серийного производства.

Задания для работы в аудитории.

Задание1.

Обработка вала возможна на токарном станке и токарном автомате. Определить графическим и аналитическим методами, при каких годовых объёмах производства целесообразен каждый из вариантов обработки детали. Исходные данные представлены в таблице 5:

Таблица 5

Исходные данные по вариантам

Порядок решения задачи:

1)определить суммарные переменные затраты на 1 деталь. Для этого надо суммировать стоимость заготовки и затраты, данные на 1 час работы станка, делённые на часовую производительность оборудования;

2)определить суммарные постоянные затраты на год;

20