Выбор вида технологического процесса

Принятие обоснованного решения при выборе наиболее эффективного технологического оборудования возможно только на основе объективных оценок. Такой наиболее признанной и распространенной оценкой является эффективность.

При определении критериев эффективности необходимо правильно сформулировать задачу, которую предстоит решать. В технологии машиностроения эта задача формулируется как изготовление деталей, способных при эксплуатации выполнять функции, соответствующие их служебному назначению, с заданными показателями надежности.

Решение этой задачи складывается из решения конкретных задач на каждом этапе проектирования, изготовления и эксплуатации изделия, которые в совокупности называются жизненным циклом изделия. Эффективность решения конкретных задач на каждом этапе жизненного цикла должна определяться своими критериями. Поэтому следует говорить о системе эффективности, включающей в себя эффективность проектирования, технологии, контроля, испытания и эксплуатации.

Анализ системы эффективности показывает, что на каждом этапе жизненного цикла присутствует свой критерий качества, который относится к разным стадиям: к проектированию, к изготовлению и к эксплуатации (испытанию) детали. Поэтому единого показателя качества нет, но все этапы объединяют параметры качества детали, выявленные при эксплуатации (испытании), достижение которых является необходимым условием построения эффективной системы изготовления детали. Исследования влияния параметров детали на эффективность работы машины, в которую входит деталь, дают научное обоснование поставленной и решаемой задачи и являются необходимым этапом эффективной системы качества.

Если очевидно, что эффективность изготовления детали складывается из эффективности каждого этапа её жизненного цикла, то должен быть единый критерий эффективности для всех этапов. Таким критерием при принятых ограничениях по качеству и производительности является себестоимость выполнения каждого этапа – денежный эквивалент живого и овеществленного труда, затраченного на каждом этапе. Минимум затрат на каждом этапе, а в целом — на выполнение всех этапов до практического использования детали является критерием экономической эффективности.

Принятие этого критерия оправдано тем, что себестоимость качества зависит от количества изготавливаемых деталей. При принятых значениях параметров качества детали себестоимость их достижения при изготовлении детали в единственном экземпляре будет значительно выше, чем при массовом изготовлении. Снижать себестоимость за счет внедрения механизации и автоматизации экономически целесообразно лишь при больших объемах выпуска деталей. В связи с этим часто используют критерий «удельной» себестоимости, равной затратам, отнесенным к одной детали (приведенные затраты).

На реальном производстве экономическую эффективность рассчитывают для вариантов технологического процесса для сравнения преимуществ одного варианта процесса с другим. Такая необходимость возникает при внедрении технологических новшеств.

Основное выражение для расчета экономического эффекта от внедрения новой технологии имеет вид:

, (7.2)

где Э – экономический эффект, руб.;

З1 и З2 – приведенные затраты на единицу продукции (удельные приведенные затраты) соответственно по базовому и новому варианту;

А2 – годовой объем производства продукции, шт.

Технологической себестоимостью детали называется та часть ее полной себестоимости, элементы которой существенно изменяются для различных вариантов технологического процесса. К таким изменяющимся элементам относятся: Мо – стоимость исходной заготовки; Зо и Зв.р. – заработная плата соответственно станочника и наладчика; А о – амортизационные отчисления от оборудования; Ат.о. – амортизационные отчисления от технологического оснащения; Р о – затраты на ремонт и обслуживание оборудования; И – затраты на инструмент; ПЭ – затраты на силовую энергию; Пп – затраты на амортизацию и содержание производственных площадей; Ппр – затраты на подготовку и эксплуатацию управляющих программ (ЧПУ). Сравниваются обычно операции. Для них технологическая себестоимость:

(7.3)

Для каждой сравниваемой операции все элементы Сon могут быть определены с использованием нормативов, отнесенных к 1 мин и 1 ч работы оборудования. Сравнение вариантов на основе минимума технологической себестоимости проводится, если варианты не требуют для своего выполнения существенных капитальных вложений. В противном случае оценку вариантов следует вести на основе минимума приведенных затрат:

, (7.4)

где Сi – технологическая себестоимость изготовления детали (или выполнения операции);

ЕН – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (ЕН = 0,15);

Ki – удельные капитальные вложения, отнесенные к единице продукции.

Выбор наилучшего варианта реализации технологических процессов механической обработки проводится на этапе технико-экономического обоснования и осуществляется в несколько шагов.

1. Отбор вариантов из потенциально возможных, каждый из которых удовлетворяет заданным техническим требованиям и условиям изготовления определенной детали, а также ограничениям социальных стандартов и экономических требований.

2. По каждому варианту из числа отобранных определяют затраты, результаты и экономический эффект.

3. Лучшим считается вариант, у которого экономический эффект максимален, а при условии тождества результата – затраты на его реализацию минимальны.

Для случаев, когда технологические процессы механической обработки деталей обеспечивают повышение их эксплуатационных свойств, наилучший вариант определяется максимумом экономического эффекта по годам расчетного периода:

, (7.5)

где Рт – стоимостная оценка результатов, полученных за счет повышения эксплуатационных свойств деталей за расчетный период; Зт — стоимостная оценка затрат на реализацию технологического процесса, обеспечивающего повышение эксплуатационных свойств обрабатываемых деталей за расчетный период.

Для сравнения трех и более возможных вариантов технологического процесса в целях выбора наиболее экономичного можно использовать графоаналитический метод. Для этого все расходы, связанные с осуществлением каждого варианта, делят на две группы: не зависящие и зависящие от числа подлежащих изготовлению изделий.

Рис. 7.29. Графическое сопоставление себестоимости трех различных вариантов

В первую группу включают расходы на оборудование, приспособления и комплект инструментов. Во вторую группу включают расходы на заработную плату рабочих и наладчиков, расходы на материалы, содержание, эксплуатацию и амортизацию оборудования, приспособлений и инструментов. Если обозначить первую группу расходов через b, вторую через m и число изделий через x, то себестоимость изготовления x изделий: .

Для сравнения нескольких вариантов технологического процесса, например трех, необходимо составить три уравнения

; , , (7.6)

каждое из которых действительно при своих предельных значениях x, что и отображает график, приведенный на рис. 7.29.

Первый вариант технологического процесса будет экономичнее второго при 0

Под организацией производства понимается координация и оптимизация во времени и пространстве всех материальных и трудовых элементов производства с целью достижения в определённые сроки наибольшего производственного результата с наименьшими затратами.

Упорядоченное выполнение технологических операций, обеспечивающее получение результата с данным качеством в определённые моменты времени называют организацией процесса производства. Ход процесса показывает, что операции должны осуществляться в определённой последовательности и для выполнения следующей операции завершаться в чётко определённые моменты времени. Для того, чтобы технологический процесс был организован, нужно обеспечить выполнение отдельных операций в соответствии с разработанной технологией. Поэтому выполнение технологического процесса должно осуществляться по жёстким правилам.

Организация технологических процессов требует соблюдения ряда принципов:

Так как на каждом этапе технологического процесса работает оборудование и определённое число людей, то производственные мощности отдельных этапов должны быть согласованы: так, если предшествующий этап будет выдавать много деталей, а последующий не будет иметь возможность пропустить это количество деталей, то накопится запас необрабатываемых деталей и, в конце концов, участок с более высокой производственной мощностью может простаивать;

Производственный процесс должен протекать в непрерывном режиме, без простоев и перегрузок, переходы от одного этапа ко второму должны быть без потерь времени;

Процесс должен протекать в заданном темпе, то есть цикл производства не должен измениться в процессе производства. Процесс должен быть ритмичным.

Объектом изучаемой науки является предприятие, а предметом — организация производства на предприятии.

Процесс организации труда содержит определённые цели и задачи:

Отбирается коллектив и выбирается форма управления;

Разделение труда и расстановка рабочих мест;

Разработка производственной программы;

Выявление недоработок и их устранение;

Контроль над выполнением плана.

Выбор и обоснование типа производства

В основе классификации типов производства лежат следующие признаки:

устойчивость номенклатуры продукции, которая определяется на основе разнообразия и повторяемости выпускаемых изделий;

специализация рабочих мест;

универсальность применяемого оборудования и технологической оснастки;

уровень квалификации рабочих, занятых в процессе производства продукции.

Предприятие (цех) относится к тому типу производства, к которому относится большинство входящих в состав предприятия (цеха) цехов (участков). Для этого определяют:

Коэффициент, характеризующий степень специализации рабочих мест (коэффициент закрепления операций):

где і=1, …, n — количество наименований деталей обрабатываемых на

рабочем месте, участке, в цехе;

— число операций, которые проходит i-тая деталь в процессе её

— число рабочих мест, на которых эти операции выполняются.

Коэффициент, характеризующий степень специализации технологического процесса ():

где — среднее операционное время;

r — такт выпуска продукции.

Таблица 1 — Типы производства и коэффициенты, характеризующие

степень его специализации

Коэффициенты, характеризующие степень специализации

Технологический процесс (ТП) определяет последовательность выполнения различных работ (операций) по обработке деталей и сборке изделий, приводящих к их изготовлению.

Технологическая операция — законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

На основе выделенных технологических операций определяется:

  • • трудоемкость процесса;
  • • число производственных рабочих;
  • • состав технологического оборудования;
  • • приспособления для выполнения операций.

Технологический переход — законченная часть операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и обрабатываемой поверхности.

Рабочий ход — законченная часть технологического перехода, связанная с однократным перемещением инструмента при обработке заготовки.

Важно, что разработка технологического процесса осуществляется для изготовления изделий, которые отработаны на технологичность.

По назначению выделяют два вида технологических процессов:

  • • рабочий технологический процесс — для изготовления конкретного изделия;
  • • перспективный технологический процесс, связанный с разработкой процессов перевооружения производства.

С точки зрения специфики обрабатываемых деталей выделяют следующие виды технологических процессов (рис. 3.7).

Проектирование ТП фиксируется в технологической документации (рис. 3.8).

Разработка технологического процесса в общем случае включает следующие работы:

  • 1. Выбор заготовок.
  • 2. Выбор технологических баз.
  • 3. Подбор типового технологического процесса.
  • 4. Определение последовательности и содержания технологических операций.

(разрабатывается на ос-

(создается для группы изде-

нове анализа множест-

лий с общими конструктор-

ва действующих ТП для

ческих операций и

знаками и характеризующих-

и исполнения не-

однотипных или разно-

ся одинаковой последовате-

бой процесс обра-

зависимо от типа

типных изделий, обла-

льностью большинства тех-

дающих общими конструкторско-технологическими признаками. Типизация ТП базируется на классификации объектов производства на трех уровнях — государственном, отраслевом, организации

различной формы на специализированных рабочих местах в последовательности изго-

толения определенных групп изделий)

Рис. 3.7. Виды технологических процессов

ные технологические карты

Содержат перечень цехов, внут-

Содержат более подробные указа-

ри цехов — перечень техниче-

переходов операции с

ния о выполнении технологической

ских операций с указанием:

— способы крепления и измерения

— разряда работы и нормы вре-

мени по каждой операции.

Используются в массовом произ-

Используются в единичном и мелкосерийном производстве.

— разряда работы и нормы времени. Используются в серийном производстве.

Рис. 3.8. Содержание технологической документации

  • 5. Определение, выбор и заказ новых средств технологического оснащения (в том числе средств контроля и испытаний).
  • 6. Назначение и расчет режимов обработки.
  • 7. Нормирование процесса.
  • 8. Определение профессий и квалификации исполнителей.
  • 9. Организация производственных участков.
  • 10. Выбор средств механизации и автоматизации элементов технологического процесса и внутрицеховых средств транспортирования.
  • 11. Составление планировок производственных участков, разработка операций перемещения изделий и отходов.
  • 12. Оформление рабочей документации на технологический процесс.

При проектировании ТП может разрабатываться несколько вариантов. Окончательно выбирается тот вариант ТП, который при всех прочих условиях дает возможность изготовить деталь при наименьших затратах на ее производство (т. е. выбор осуществляется по минимальной себестоимости, см. рис. 3.9).

Партия деталей (п) — число одноименных деталей, одновременно запускаемых в производство и обрабатываемых с одной наладки станка.

Себестоимость изготовления одной партии детали (Сд) при запуске партии деталей в обработку рассчитывается:

Переменные расходы, пропорциональные масштабу производства

Условно-постоянные расходы (условно-неизменные при изменении программы)

Рис. 3.9. Структура затрат

Задача. Для изготовления детали разработаны два варианта технологических процессов (ТП №1 и ТП № 2). Определите, какой вариант экономически целесообразнее при годовой программе в 550 штук на основе следующих данных.

Стоимость основных материалов, тыс. руб. / шт.

Зарплата производственных рабочих (основная, дополнительная, отчисления), тыс. руб. / шт.

Расходы на оснастку и наладку оборудования, тыс. руб. / год

Переменные затраты, тыс. руб. / шт. (р)

Размер партии деталей, шт. (л)

Постоянные затраты, тыс. руб. (V)

Себестоимость партии деталей, тыс. руб. (Сп)

1 •550 + 270 = 820

0,4 • 550 + 600 = 820

Себестоимость одной детали, тыс. руб. (Сд)

0,4 + 600/550 = 1,49

Ответ: при размере партии деталей п = 550 штук оба варианта технологического процесса изготовления деталей выгодны, о чем свидетельствует представленный ниже график (рис. 3.10).

Затраты на ТП, тыс. руб.

Рис. 3.10. Графическое представление вариантов технологического процесса

Решая данную задачу, мы выходим на понятие «оптимальной программы выпуска деталей при использовании определенной технологии» или на понятие «критической программы», при которой два варианта технологических процессов изготовления деталей равноэффективны. При этом расчет производится по формуле

Л = (V2 — И)/(/>1 — Рг) = ^кр• ( 3 -39)

Рис. 3.11. Графическая иллюстрация зон эффективности при использовании соответствующей технологии: А — зона эффективности первого варианта технологии; Б — зона эффективности второго варианта технологии со значительными

Дополнительные вопросы по задаче.

  • 1. Определите, какой ТП предпочтительнее использовать при запускаемой в обработку партии деталей в 350 штук.
  • 2. Определите величину снижения затрат при использовании более эффективного ТП.

Сп| = 1 • 350 шт. + 270 тыс. руб. = 620 тыс. руб.;

С„2 = 0,4 • 350 шт. + 600 тыс. руб. = 740 тыс. руб.;

ДС = Сп2 — Сп1 = 740 тыс. руб. — 620 тыс. руб. = 120 тыс. руб.

В серийном производстве основным КПН является размер партии деталей. Размер партии влияет на уровень производительности труда, отражается на использовании оборудования и производственных площадей, определяет длительность цикла изготовления изделия и т. д.

Минимальный размер партии деталей (экономически выгодный, рациональный) рассчитывается по ведущей детали и ведущей операции в ней для механических цехов. Под партией деталей понимается количество одноименных деталей, одновременно запускаемых в производство и обрабатываемых с одной наладки оборудования.

Для литейных, кузнечных и прессовых цехов ведущей является основная технологическая операция:

  • • для литейного цеха — операция формовки;
  • • для кузнечного — ковка;
  • • для прессового — штамповка.

Определить размер партии деталей.

Исходные данные: деталь «А»;

суммарное время обработки Е/шт = 32 мин.;

суммарное подготовительно-заключительное время Х/п_3 = 77 мин.;

среднее количество операций по обработке деталей т = 5;

годовой план выпуска Агод= 1200 шт.;

себестоимость изготовления одной детали Сизг = 1000 руб.;

затраты на запуск партии деталей Зпо зап = 2750 руб.

При этом: затраты не нормируются и устанавливаются путем непосредственного наблюдения. В их состав входят оплаты составления плановых и учетных документов, уборки рабочего места и т. д.:

  • — удельный вес подготовительно-заключительного времени в общем времени загрузки рабочего места (допустимый процент потерь на переналадку) — 4 % (или 0,04);
  • — коэффициент выполнения норм kB H = 1,09;
  • — коэффициент межоперационного времени км0 = 0,73 (т. е. в длительности цикла время межоперационного пролеживания составляет 73 %);
  • — коэффициент специализации рабочих мест кю = 8 (или коэффициент закрепления операций: на одно рабочее место приходится 8 деталеопераций).
  • 1-й способ решения — метод Петрова.

Определяются минимальный (min) и максимальный (max) допустимые размеры партии деталей:

(100 — 4) -77 мин. 4 -32 мин.

где Гцтах — допустимая величина расчетного периода, составляет 80 час.;

80 час -60 мин. • 1,09 0,73-32 мин.

2-й способ — по показателю специализации рабочих мест.

/’мес.фонд /=167 час. при односменном режиме работы;

  • 167 час. -2 смены -60 мин. -5 опер.
  • 8 опер. -32 мин.

3-й способ — расчет по допустимому проценту подготовительно-заключительного времени ведущей группы оборудования.

Расчет ведется по одной из операций:

где /п_3, — подготовительно-заключительное время для /-й операции; а, — потери на переналадку.

Дополнительные исходные данные

а) шах /м_3. Максимальное подготовительно-заключительное вре мя по третьей операции.

(100 -3)-20 мин. 3% -3 мин.

4-й способ — расчет по среднему допустимому проценту подготовительно-заключительного времени.

а = (4 • 0,06 + 5 • 0,08 + 16 • 0,05 + 3 • 0,03 + 4 • 0,08)/32 = 0,058 (5,8 %).

5-й способ — минимизация незавершенного производства (НЗП).

где кшт коэффициент иммобилизации оборотных средств (связывания средств в НЗП), ктш = 0,15.

12-2570 руб. • 1200 шт. 1000 руб.-0,15

Затраты на изготовление, подготовку

Рис. 3.12. Зависимость приведенных затрат от размера партии деталей: 1 — затраты на обработку (чем меньше деталей в партии, тем больше затраты; затраты падают не на одну деталь, а на 100 дет.); 2 — затраты на НЗП, связанные с накоплением не обработанных до конца деталей, не законченных обработкой (чем меньше деталей, тем меньше затрат); 3 — суммарная величина приведенных затрат

6-й способ — расчет по удельному весу подготовительно-заключительного времени в штучном времени обработки деталей.

Таблица 3.44. Сводная таблица результатов расчетов

Способы расчета величины размера партии деталей

Показатель специализации рабочих мест

Размер партии деталей должен быть кратен месячной программе выпуска.

Выбираем усредненное значение между рассчитанными минимальным и максимальным значениями.

УУгод = 1200 шт./12 мес. = 100 шт. Тогда яприн = 200 штук.

Кол-во партий = Ли/Лприн. = 1200 шт./200 шт. = 6.

Периодичность запуска-выпуска деталей в обработку (И) определяется как отношение принятого размера партии к среднесуточной потребности в данной детали в штуках Сшс ):

И = 200 шт./20 шт./день = 10 дней.

Таким образом, партию деталей запускаем один раз в 10 дней.

  • 1. Выбор технологии и оборудования осуществляется на основе технических и качественных характеристик, предполагаемых к производству изделий, объемов производства и финансовых возможно-стеи организации.
  • 2. Оборудование должно обеспечивать:
  • • заданные технические параметры изделия;
  • • стабильное качество продукции;
  • • высокую производительность;
  • • низкие издержки производства.
  • 3. Дорогостоящее высокопроизводительное оборудование рационально использовать только при значительных объемах производства. Поэтому проблема выбора между дорогим высокопроизводительным и менее производительным дешевым оборудованием заключается в определении критического объема производства (в штуках), при котором выгодно использовать дорогостоящее высокопроизводительное оборудование. Для этого используют следующую формулу:
  • где Л^крит — критический объем производства в натуральном выражении (в штуках), при котором оба варианта выбора оборудования одинаково эффективны; Ппост1, Ппост2 — постоянные затраты (затраты на приобретение и монтаж оборудования) при первом и втором вариантах выбора оборудования; Ппер1, Ппер2 — переменные затраты на изготовление изделия (заработная плата рабочих, материалы) при первом и втором вариантах выбора оборудования.

    Исходные данные: известно, что затраты на приобретение оборудования в первом варианте для малой организации составляют 20 000 руб., а во втором — 70 000 руб. Переменные затраты на изготовление изделия составляют 20 и 10 рублей. Определить, чему равен критический объем производства, при котором оба варианта выбора оборудования будут равноэффективны.

    Подставив исходные данные в расчетную формулу 48, получим:

    УУкрит = (70 000 руб. — 20 000 руб.)/(20 руб./шт. — 10 руб./шт.) =

    Ответ: критический объем производства составляет 5000 штук. Если планируемый объем производства будет больше 5000 штук, то следует выбрать первый вариант оборудования, а если менее 5000 штук — второй вариант.

    Отправить ответ

      Подписаться  
    Уведомление о
    Adblock
    detector