Структура производственного процесса (ПП) в массовом производстве с учетом принципа дифференциации записывается:
где ТП – технологический процесс; ТО – технологическая операция; ТПерех – технологический переход; РХ – рабочий ход (технологический проход).
Выделение коротких по длительности операций позволяет упрощать организацию и технологическое оснащение производства (механизацию, роботизацию, автоматизацию работ), совершенствовать навыки рабочих, увеличивать производительность их труда и качество производимой продукции.
Однако чрезмерная дифференциация повышает утомляемость рабочих на ручных операциях за счет монотонности и высокой интенсивности процессов производства. Большое количество операций приводит к излишним затратам на перемещение орудий труда между рабочими местами, установку, закрепление деталей и снятие их с рабочего места после окончания операции. Вместе с тем обеспечивается возможность механизации и роботизации технологических переходов и операций.
Принцип дифференциации технологического процесса в массовом производстве определяет возможность решения ряда задач повышения эффективности процесса, в частности:
– Механизации и автоматизации операционных переходов, что приводит к повышению производительности труда, снижению трудовых издержек.
– Роботизации выполняемых действий за счет установки на рабочем месте робота вместо человека. Роботу передается функция выполнения рабочего хода или технологического перехода, определенной технологической операции, технологического процесса. Роботизация обеспечивает реализацию инновационного технологического процесса и позволяет решить ряд социальных и экономических задач производства. В частности:
– роботы имеют возможность выполнять рабочие переходы в условиях опасных для жизни человека (сварка изделия, покраска, физико-химическая обработка и др.);
– роботы выполняют физически тяжелые, ритмично повторяющиеся изнуряющие виды работ;
– роботы обеспечивают качество выполнения операции;
– роботы минимизируют трудовые издержки.
Классификацию и виды промышленных роботов рассмотрим в разделе 3.5.
Техническое обеспечение МП. В массовом производстве применяют высокопроизводительное оборудование: специальные – дорогостоящие станки, изготовленные по спецзаказу и предназначенные для изготовления конкретной детали изделия; специализированные и агрегатные станки; станки для непрерывной обработки, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы; автоматизированные производственные системы, управляемые от ЭВМ, автоматические линии.
Широко применяется многолезвийный и наборный специальный режущий инструмент, быстродействующие, автоматические и механизированные приспособления, измерительные инструменты и приборы. Для технологических процессов характерен высокий уровень использования средств автоматизации и комплексной механизации.
Типичным примером массового производства являются предприятия, на которых изготовляются автомобили, тракторы, мотоциклы, подшипники качения, велосипеды, швейные машины и т. д.
В крупносерийном и массовом производстве широко применяют поточную организацию производства. Она характеризуется расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса с определенным интервалом выпуска изделий.
Для организации поточного производства требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. На линии поточного производства обработанные заготовки или собранные узлы выпускаются через строго определенный интервал времени, называемый тактом выпуска. Такт выпуска (мин/шт.) определяется по формуле
r = 60Фd / N, (3.10)
где Фd – действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N – производственная программа на этот же период, шт.
Действительный фонд времени Фd работы оборудования меньше номинального Фн или календарного на размер потерь времени на ремонт оборудования, т. е.
Фd = Фнη. (3.11)
Номинальный годовой фонд времени работы оборудования при односменной работе равен 2070 ч, при двухсменной – 4140 ч, при трехсменной – 6210 ч. Коэффициент потерь времени η для металлорежущих станков составляет 0,98–0,96.
Ритм выпуска – количество изделий или заготовок определенного наименования, типоразмера и исполнения, выпускаемых в единицу времени (ГОСТ 1109–82); представляет собой обратную величину такта.
Ритмичность выпуска изделия в массовом производстве успешно реализуется в условиях применения принципа дифференцирования технологических операций путем совокупной системы организации рабочих мест поточного производства. В частности, в условиях, когда такт выпуска определяется исходя из длительности одного выполнения одного из определяющих переходов ТО, выполнение других переходов обеспечивается их параллельным выполнением путем подбора рабочих мест.
Поточное производство является наиболее прогрессивным и экономичным. По этому принципу строятся автоматические линии обработки (сборки). Особенность автоматического производства – выполнение операций без непосредственного участия рабочего либо под его наблюдением и контролем.
Инновационный подход в организации технологического процесса в массовом производстве предусматривает возможность глубокой механизации, роботизации, выполнения технологических операций, что реализует достижение заданного качества изделия, снижения трудовых издержек, выведение станочников, рабочего контингента из зоны, опасной для здоровья и освобождение от выполнения физически тяжелых видов операций. Для этого инновационный подход к организации технологического процесса в массовом производстве предусматривает использование принципа дифференциации технологических операций до элементарного рабочего хода, выполнение которого можно механизировать, автоматизировать, роботизировать.
3.4.3. Серийное производство (СП)
СЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО характеризуется заданной номенклатурой изделий, изготовляемых или ремонтируемых периодически повторяющимися производственными партиями (сериями) при заданном объеме выпуска.
Производственной партией называют группу заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течение определенного интервала времени. Понятие «серия» относится к числу машин, запускаемых в производство одновременно. Число деталей в партии и число машин в серии могут быть различными.
В серийном производстве реализуется главное преимущество современных МТП – гибкость производства т. е. способность перехода на выпуск новой партии изделия.
Серийное производство является основным типом современного машиностроительного производства, и предприятиями этого типа выпускается 75–80 % всей продукции машиностроения страны. Объем выпуска предприятия серийного типа – от десятков до сотен и тысяч регулярно повторяющихся изделий.
Серийное производство условно разделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Серийность производства характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом. Если за одним рабочим местом закреплено от 2 до 10 операций, т. е. коэффициент Кзо=2÷10, то такое производство считают крупносерийным; при Кзо = 10÷20 – среднесерийным, при Кзо>20 – мелкосерийным.
Техническое обеспечение СП. Серийному производству свойственны следующие особенности: необходимость переналадки станков с операции на операцию, поскольку за одним рабочим местом закреплено несколько операций; расположение оборудования по потоку (в крупносерийном производстве) или по групповому признаку – группы токарных, фрезерных и других станков (в мелкосерийном производстве).
Условие гибкости в СП в современной технологии машиностроения реализуется благодаря введению в структуру металлообработки цифровых информационных технологий. Используется универсальное и специализированное оборудование: станки с ЧПУ (числовым программным управлением), обрабатывающие центры, станки, комплектуемые револьверной головкой.
Цифровое представление режимов резания на станках с числовым программным управлением (ЧПУ), введение программы в вычислительные блоки станка позволяют задавать движения инструментов в 3-х координатном (и не только) виде и выполнить любую операцию программы выпуска в СП (рис. 3.3).
