Методика выбора структуры цеха и организационных форм его основных подразделений

(наименование вопроса)

В условиях массового и крупносерийного производства структура цеха практически всегда определяется составом сборочных единиц и дета­лей изделия. Это обуславливается закреплением за каждым рабочим местом одной или двух технологических операций и очевидной целесообразностью организации в этих условиях поточных линий. Поэтому число поточных линий обработки или сборки определяется числом изготавливаемых дета­лей и собираемых узлов.

Число участков автоматических линий жесткого типа определяют на основе расчета фактической производительности линий в зависимости от внецикловых потерь, связанных с надежностью технологических систем. Оптимальное число последовательных позиций автоматической линии на одном участке:

где τ -такт работы автоматической или поточной линии, мин;

tв - внецикловые потери.

tв=ω*θ,

где ω - среднее число отказов в 1 мин;

θ - среднее время, мин, обнаружения и устранения отказов, отнесенное к циклу.

Между участками автоматических и поточных линий предусматри­вают накопители, вместимость которых должна быть достаточной для ра­боты смежного участка на период времени устранения отказа, вызванного отказом станка, транспортной системы, системы управления, внезапной поломкой инструмента и т.п.

Таким образом, типичными для поточных линий жесткого типа будут структуры, приведенные на рис 3.2. Короткие линии состоят из одно­го участка (рис 3.2,а), линии с количеством станков (позиций) более 10, как правило, разбивают на два или несколько участков с накопителями между ними (рис 3.2,б,в).

Для условий многономенклатурного средне-, мелкосерийного и единичного производства методика формирования под детально-групповых участков, групповых поточных линий и их высших форм - ГПС, включает три этапа.

На первом этапе производится анализ номенклатуры деталей изде­лий по конструктивно-технологическим признакам, на втором - осу­ществляется анализ планово-организационных характеристик деталей (их трудоемкость, программа выпуска), на третьем - осуществляется синтез первых двух этапов и определяют структуру производственных подразде­лений.

Анализ конструктивно-технологической общности деталей. Задача анализа состоит в том, чтобы все многообразие изготавливаемых цехом де­талей разделить на группы по конструктивным и технологическим призна­кам. С этой целью любую деталь из всей номенклатуры, выражаемой мно­жеством Д (рис 3.3), описывают набором признаков Р={Р1*i=1,2…n}по ко­торым классифицируют детали множества Д. Этими признаками могут быть: Р1 - вид заготовки, определяющий характер оборудования и частич­но технологический процесс; Р2 - габаритные размеры деталей, характери­зующие возможную группу и мощность оборудования; Р3 - основной техно­логический маршрут, задаваемый преобладающими видами только токар­ной обработки (Т), токарной и фрезерной (Т-Ф), токарно-фрезерно-сверлильной (Т-Ф-С),сверлильно-фрезерно-расточной (С-Ф-Р) и т.д.

 

 

 

 

 

Маршрут определяет комплект необходимого оборудования для основной обработки деталей группы; Р4 - конструктивный тип деталей (корпусные, рычаги, валы и т.д.), устанавливающий профиль подетальной специализа­ции участка. Для оценки планово-организационных характеристик деталей используют суммарное расчетное число станков для изготовления деталей группы - параметр Р5 -. Могут быть приняты и другие признаки. Каждая группа при множестве наименований признаков Р={Р1,j},i=1,2…n об­разуется на последней n -й ступени.

Анализ планово-организационных характеристик. Анализ дей­ствующих участков с подетальной специализацией показывает, что не всег­да удается обеспечить необходимую загрузку оборудования участка и ли­нии обработкой деталей только одной конструктивно-технологической группы. Приходится закреплять за участком детали, входящие в разные группы, если их можно обработать на одних и тех же станках (например, корпусные детали, рычаги, планки и т.д.). Поэтому необходимо дополни­тельно группировать детали по признакам трудоемкости и объема выпуска (признак Р5).

В качестве показателя синтезирующего признаки трудоемкости и объема выпуска ГОСТ 14312-79 рекомендует относительную трудоемкость изготовления Кдi i-ой детали:

 

 

Где Коi - число операций изготовления i -й детали;

tш i,j, - штучное время j -й операции при обработке i -й детали;

Фо- эффективный годовой фонд времени работы оборудования;

Ni - годовая программа выпуска i -й детали;

Кв - средний коэффициент выполнения норм в цехе.

Нетрудно заметить, что коэффициент Кдi представляет собой сум­марное число станков, необходимых для изготовления заданного объема выпуска Ni при рассматриваемой технологии и режиме работы, а выраже­ние

Ni=∑t i,j/Кв - станкоемкость изготовления деталей группы на станках определенной группы. Суммарная относительная трудоемкость обработки по -и типовой группе:

Где f - число наименований деталей в i -й группе.

Синтез групп деталей для изготовления на данном участке. При синтезе групп деталей для обработки на данном участке вначале необходи­мо обосновать число участков цеха, а затем их подетальную специализа­цию.

Практика показывает, что рациональное число станков в составе

обособленных участков и линий с их подетальней специализацией состав­ляет 25-35 единиц, а для ГПС 6-18 ГПМ. Причем число ГПМ в составе ГАЛ составляет 3-9 единиц. Это объясняется значительным возрастанием внецикловых потерь в системе взаимосвязанных станочных модулей.

Число участков цеха nц ориентировочно определяется делением общего числа станков цеха Сn на принимаемое среднее число станков на одном участке Сц т.е. nц≈Сn/Сц.

Подбором групп деталей необходимо обеспечить создание уча­стков с примерно одинаковым числом станков, для чего следует соблюсти следующее условие:

Где dу - число групп деталей, закрепленных за участком.

Это объясняется значительным возрастанием внецикловых потерь в системе взаимосвязанных станочных модулей.

Для выбора типа линии пользуются показателем средней относи­тельной трудоемкости операции Кmi, определяемом для каждой детали:

Коэффициент Кmi, выражает число станков для выполнения i -й операции изготовления данной детали и одновременно представляет собой средний коэффициент загрузки станков однономенклатурной поточной ли­нии.

При Кmi>0,75 целесообразно создание непрерывно-поточной линии; при 0,2<Кmi<0,75- много номенклатурной предметно-поточной линии; при 0,05<Кmi<0,2 - групповой поточной линии.

В последнем случае за участком закрепляют несколько типов де­талей, обрабатываемых на одинаковом оборудовании, чтобы обеспечить средний коэффициент загрузки станков участка не менее 0,75.

3.3. Расположение производственных участков цеха (наименование вопроса)

 

Размещение участков внутри цеха обуславливается взаимным раз­мещением механических и сборочных цехов. Последнее, в свою очередь..определяется принятой организационной формой механосборочного про­изводства. Возможные компоновочные схемы механических и сборочных цехов показаны на рис. 3.4.

В поточно-массовом производстве рабочие места узловой сборки предметно-специализированных цехов размещают в конце линии механо-обработки. Механосборочный цех при этом состоит из ряда параллельно расположенных участков механообработки, состоящих из непрерывно- или переменно-поточных линий и линии или участка узловой сборки. При кон­вейерной общей сборке участки механосборочного производства размещают в соответствии с последовательностью установки сборочных единиц и деталей в изделии на главном конвейере.

Отделение или цех общей сборки с конвейером размещают перпен­дикулярно к линии обработки после узловой сборки в конце корпуса или в его середине (рис. 3.4, а, б). При этом обеспечивают наиболее благоприят­ные условия передачи изготовленных деталей и сборочных единиц на кон­вейер общей сборки в процессе прямоточной межоперационной передачи.

Вариант размещения общей сборки в середине цеха используют при производстве изделий с большим числом коротких линий механообработки и относительно небольшой трудоемкости общей сборки.

В серийном и единичном производстве применяют компоновочные схемы размещения цеха (отделения) общей сборки в отдельном пролете или параллельно пролетам или участкам механического цеха (рис. 3.4,в, г). В условиях мелкосерийного и единичного производства используют стацио­нарную непоточную сборку, поэтому взаимное размещение участков опре­деляет в общей степени технологическая однородность обрабатываемых деталей и применяемых видов транспорта.

Исходя из этого, например, в одном пролете, оборудованном мос­товым краном, сосредотачивают обработку наиболее крупных базовых де­талей (рис. 3.4,в). При параллельном расположении пролетов (рис.3,4,г) участок базовых деталей целесообразно располагать рядом с пролетом сборочного цеха с тем, чтобы облегчить передачу наиболее тяжелых дета­лей на сборку. С точки зрения минимизации грузопотоков, чем больше об­щая масса изготавливаемых на участке деталей, тем ближе он должен быть расположен к отделению, цеху общей сборки и наоборот.

С другой стороны, на выбор варианта расположения участков ока­зывают влияние условия работы и технологические особенности исполь­зуемого оборудования. Исходя из этого нецелесообразно размещать рядом участки и линии изготовления деталей высокой точности и относительно малой точности формы и расположения поверхностей ввиду неизбежного влияния вибраций этого оборудования на точность изготовления ответ­ственных деталей. Недопустимо смежное расположение размещения уча­стков абразивной обработки и сборки. В каждом конкретном случае необ­ходимо учитывать совместимость технологических процессов смежных уча­стков и цехов, степень пожарной опасности, а также концентрацию вред­ных для человека аэрозолей выделяемых при работе оборудования. Пожа­роопасные или вредные для здоровья работающих участки или производ­ства должны быть изолированы от других производств соответствующими перегородками и оборудованы системами очистки воздуха.