Типы производств в машиностроении

В соответствии с ГОСТ 14.004-83, в машиностроении различают три основных типа производства: единичное (индивидуальное), серийное и массовое.

Единичным называется производство, в котором изделия (ма­шины) изготовляются единицами. Запуск их в производство не повторяется или повторяется через неопределенное время.

Единичное производство имеет следующие характерные при­знаки:

1) на каждом рабочем месте обрабатываются разные детали (но близкие по геометрическим формам и характеру обработки);

2) обработка деталей и сборка машин определяются техноло­гическим маршрутом. На обработку наиболее трудоемких деталей разрабатываются операционные технологические карты;

3) применяется универсальное оборудование, устанавливаемое по принципу специализированных участков с замкнутым циклом обработки, т.е. обработка деталей от начала до конца производит­ся на каком-то одном участке;

4) применяются приспособления, как правило, универсальные, а инструмент нормальный;

5) отсутствует взаимозаменяемость, т.е. большой удельный вес при сборке имеют пригоночные работы. Взаимозаменяемость обеспечивается лишь для некоторых соединений, например шпо­ночных, шлицевых, резьбовых, а также для зубчатых и цепных передач, на посадочные места под подшипники качения и др.;

6) рабочие имеют высокую квалификацию;

7) производительность труда относительно низкая, а себестои­мость изделий высока.

Пример единичного производства — тяжелое машиностроение, опытное производство, изготовление крупных станков и т.д.

Серийным называется такой тип производства, когда несколько установившихся объектов изготовляются сериями, регулярно по­вторяющимися через определенные промежутки времени.

 

 

Этот тип производства наиболее распространенный (75—80% всей продукции машиностроения выпускается в серийном произ­водстве).

Его характерные признаки:

1) на рабочих местах выполняется по нескольку определенных, периодически повторяющихся операций;

2) механическая обработка деталей и сборка машин происходит по технологическому процессу, разделенному на отдельные операции;

3) применяется универсальное и в некоторой степени специа­лизированное оборудование;

4) оборудование устанавливается по технологическому процес­су обработки деталей;

5) широко используются специальные приспособления и ин­струменты;

6) соблюдается принцип взаимозаменяемости;

7) рабочие имеют среднюю квалификацию.

В зависимости от масштаба производства оно разделяется на: мелкосерийное, серийное и крупносерийное.

В серийном производстве количество деталей в партии опреде­ляется по формуле

шт.,

где N— годовая программа выпуска деталей, шт.; а — число дней, на которое необходимо иметь запас деталей; F — число рабочих дней в году; а - 5... 10 дней для мелких и средних деталей; а = 2...3 дня для крупных деталей.

Пример серийного производства — производство станков, дви­гателей, насосов, экскаваторов, сельскохозяйственных машин, ткацких и прядильных машин и др.

Массовым называется такое производство, когда изделия (или машины) изготавливаются в массовых количествах по неизменяе­мым чертежам в течение более или менее длительного промежутка календарного времени (иногда 3—5 лет).

Его характерные особенности:

1) за каждым рабочим местом закрепляются постоянно повто­ряющиеся операции;

2) оборудование устанавливается строго по технологическому процессу;

3) широко применяются агрегатные, автоматизированные, спе­циальные станки и автоматические линии;

 

4) обработка деталей и сборка машин ведутся по непрерывно- поточному методу;

5) производство в высокой степени оснащено специальными приспособлениями, инструментами и автоматическими измери­тельными устройствами;

6) строго соблюдается принцип взаимозаменяемости;

7) высокая производительность труда при низкой себестоимо­сти изготовляемой продукции;

8) невысокая квалификация рабочих на операционных станках и высокая квалификация наладчиков.

В массовом производстве величина такта выпуска рассчитыва­ется по формуле

мин/шт.,

где F_Д — действительный годовой фонд времени работы оборудо­вания, ч/см; N — годовая программа выпуска деталей, шт.; t_B — время, в течение которого изготавливается одна деталь.

Массовое производство характерно для автотракторной про­мышленности, приборостроения, подшипниковой промышлен­ности и др.

Вышеуказанное деление производства на единичное, серийное и массовое носит условный характер. Иногда трудно устанавливать границы между ними. На одном и том же заводе одни детали изго­товляются по принципу серийного, а другие — по принципу еди­ничного производства. Так, в единичном производстве некоторые детали (болты, шпильки, шлицевые валики и др.) могут изготов­ляться по принципу массового производства. Указанное деление осуществляется по превалирующему виду производства на данном производстве.

Одна из основных характеристик типа производства — коэф­фициент закрепления операций (к₃₀) (ГОСТ 3.1121-84).

Отношение числа всех различных технологических операций О, выполненных или подлежащих выполнению в течение плано­вого периода, равного одному месяцу, к числу рабочих мест Р на­зывается коэффициентом закрепления операций к_эо.

 

При   массовом производстве К₃₀ = 1;

крупносерийном 1 < К₃₀ < 10;

 среднесерийном 10 < К₃₀ < 20;

 

 

мелкосерийном 20 < к₃₀ < 40;

единичном к₃₀ > 40.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА

Производство любой машиностроительной продукции невоз­можно без его технической подготовки, включающей в себя три комплексных этапа: конструкторскую и технологическую подго­товки, а также календарное планирование комплексного процесса изготовления изделий в установленные сроки, в соответствующих объемах и затратах.

Конструкторская подготовка производства включает разработ­ку конструкции изделия и создание его сборочных чертежей дета­лей, запускаемых в производство, с оформлением соответству­ющих спецификаций, и другой конструкторской спецификации в соответствии с требованиями Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).

Технологическая подготовка производства (ТПП) — совокуп­ность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства. Последняя определяется наличием на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической докумен­тации и СТО, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями.

Календарь планирования производственного процесса изготов­ления изделия в установленные сроки при заданном объеме выпус­ка и затратах.

Весь комплекс работ по технологической подготовке производ­ства регламентируется Государственным стандартом Российской Федерации ГОСТ Р 50995.3.1-96 «Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства».

Настоящий стандарт действует совместно с ГОСТ Р 50995.0.1 -96 и включает положения следующих стандартов:

ГОСТ 2.103-68 ЕСКД. Стандарт разработки;

ГОСТ 3.1102-81 ЕСТД. Стандарт разработки и виды докумен­тов;

ГОСТ Р 15.000-94 с РПП. Основные положения;

ГОСТ Р ИСО 9001-96, ГОСТ Р ИСО 9002-96. Системы качества. Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании;

 

ГОСТ Р ИСО 9003-96. Системы качества. Модель обеспечения качества при контроле и испытаниях готовой продукции;

Р-50-54-94-88. Правила организации и управления процессом технологической подготовки производства;

Р-50-287-90. Технологическая подготовка производства. Основ­ные положения.

Цель ТПП — оптимальное по срокам и ресурсам обеспечение технологической готовности производства к изготовлению изделий в соответствии с требованиями заказчика или рынка данного клас­са изделий.

ТПП при технологическом обеспечении взаимосвязана со ста­диями жизненного цикла продукции по ГОСТ Р 15.000, предусмат­ривает проведение работ при проектировании изделий, изготовле­нии опытных образцов и единичных изделий, постановке на про­изводство серийных изделий и направлена на:

• рациональное по срокам и ресурсам совмещение стадий разра­ботки изделий и подготовки их производства;

• формирование определяющих (принципиальных) технологиче­ских организационных решений по производству изделий в процессе их проектирования;

• выявление и решение принципиальных проблем технологии, применения материалов и организации производства до начала изготовления изделий для приемочных испытаний;

• своевременное обеспечение производства качественными тех­нологическими процессами, материалами, комплектующими изделиями, средствами технологического оснащения на основе использования, при их создании или приобретении, информа­ционных массивов описаний конструкторско-технологических решений;

• своевременное обеспечение исходной технологической инфор­мацией материально-технических и организационно-экономи­ческих процессов подготовки производства, в том числе рекон­струкции, расширения или нового строительства;

• создание условий для организационной, информационной и технической совместности работ ТПП, проводимых на стадиях разработки и постановки изделий на производство различными исполнителями.

Организационную, информационную и техническую совмес­тимость работ ТПП обеспечивают на основе применения:

 

 

• рациональных параметрических и типоразмерных рядов объек­тов производства (изделий);

• типовых конструкторско-технологических, технологических и организационных решений, в том числе типовых (групповых) технологических процессов и унифицированных средств техно­логического оснащения;

• требований действующей нормативно-технической документа­ции Системы разработки и постановки продукции на производ­ство (СРПП), Единой системы конструкторской документации (ЕСКД), Единой системы технологической документации (ЕСТД), систем качества;

• прогрессивных информационных технологий на основе единых баз данных конструкторско-технологического назначения;

• постоянной обновляемости и достоверности информации, а также быстроты и простоты доступа к ней с учетом обеспече­ния санкционированного доступа к информации (конструктор­ской, технологической, производственной), изделиям, матери­алам и оборудованию, представляющим промышленную или коммерческую тайну;

• методов информационного и математического моделирования процессов ТПП;

• методов сетевого планирования и управления ТПП;

• преемственности и документирования организационных реше­ний по ТПП на этапах разработки и постановки изделий на производство;

• интенсивной компьютерной поддержки процессов ТПП. Требования к качеству ТПП определяют исходя из общей поли­тики и задач заказчика, разработчика и изготовителя в области обеспечения качества изделий при их разработке и производстве с учетом требований ГОСТ Р ИСО 9001-ГОСТ Р ИСО 9003.

Исполнители ТПП осуществляют взаимоотношения на экономико-правовой основе, предусмотренной действующим законода­тельством.

Организация и управление процессами ТПП на уровне пред­приятий производятся по рекомендациям Р 50-297 и Р 50-54-94.

Технологическая подготовка производства производится: при проектировании изделия; при производстве опытных образцов и единичных изделий; при производстве серийных изделий.

Задача ТПП серийных изделий — обеспечение технологической готовности производства к изготовлению указанных изделий, а

 

также изделий, ранее освоенных другими изготовителями или из­готавливаемых по технической документации иностранных фирм.

Организатором и ответственным исполнителем ТПП серийных изделий является их изготовитель; соисполнителями (при научно- технической или экономической целесообразности) — специали­зированные технологические организации.

Для проведения ТПП серийных изделий разработчик передает изготовителю:

• комплект рабочей конструкторской документации на изделие (с литерой «01» или выше по ГОСТ 2.103);

• документацию (в том числе директивную), содержащую опре­деляющие технологические и организационные решения по производству изделия, отработанную при изготовлении и ис­пытаниях опытных образцов;

• опытные образцы, прошедшие приемочные испытания. При необходимости, с целью сокращения сроков ТПП, разработчик (изготовитель опытных образцов) на договорной основе пере­дает изготовителю серийных изделий:

• документацию на однотипные технологические процессы (с ли­терой «О» или выше по ГОСТ 3.1102);

• конструкторскую документацию на однотипные средства тех­нологического оснащении, отработанную по результатам изго­товления и испытаний опытных образцов;

• управляющие программы для однотипного оборудования;

• средства технологического оснащения, пригодные для исполь­зования;

• ведомости применения материалов и комплектующих изделий;

• расчет трудоемкости изготовления опытных образцов;

• план (график) ТПП опытных образцов;

• перечень квалификации исполнителей и др. Изготовитель совместно с соисполнителями на основе получен­ной от разработчика документации с учетом принципиальных ре­шений по организации ТПП, принятых при проектировании из­делия, разрабатывает план (график) ТПП серийных изделий в виде самостоятельного документа или в составе плана (графика) поста­новки изделия на производство. При этом учитывают:

• сроки освоения серийного производства изделия;

• планируемые объемы выпуска изделий по годам освоения;

• прогноз устойчивости сбыта в течение нескольких лет;

трудоемкость ТПП;

 

 

• состояние организационно-технического уровня производства и возможность его повышения с целью обеспечения коммерче­ской стратегии изготовителя на рынке;

• возможность кооперации и специализации производства для ритмичного обеспечения изготовления изделий качественными материалами, деталями, сборочными единицами, комплекту­ющими изделиями, средствами технологического оснащения. ТПП серийных изделий предусматривает:

• проработку рабочей конструкторской документации на серий­ное изделие с учетом технологичности заложенных в нее реше­ний;

• разработку или уточнение (корректировку) с использованием информационных массивов описаний конструкторско-технологических решений:

а) технологических процессов изготовления серийного изделия в соответствии с государственными стандартами ЕСТД;

б) специальных средств технологического оснащения в соот­ветствии с государственными стандартами ЕСКД и технологиче­ских процессов их изготовления в соответствии с государствен­ными стандартами ЕСТД;

в) управляющих программ для автоматизированного техноло­гического оборудования:

• приобретение (изготовление) специальных средств технологи­ческого оснащения для производства серийных изделий;

• обеспечение необходимой технологической информацией ре­конструкции или нового строительства производственной и испытательной баз;

• уточнение (корректировку) технологической документации по результатам изготовления и квалификационных испытаний ус­тановочной серии (первой промышленной партии);

• обеспечение требований ресурсосбережения, экологии и охраны труда при изготовлении и испытаниях серийных изделий;

• мероприятия в соответствии с целью обеспечения технологиче­ской готовности производства к изготовлению качественных изделий для приемочных испытаний.

Изготовитель серийных изделий по требованию заказчика или согласованию с разработчиком в целях сокращения сроков поста­новки изделий на производство выполняет наиболее сложные и трудоемкие работы ТПП одновременно с изготовлением и испы­таниями опытных образцов. С этой целью разработчик и изгото­-

 

витель опытных образцов в части, их касающейся, передают изго­товителю серийных изделий:

• рабочую конструкторскую документацию на опытный образец (без литеры или с литерой «О» по ГОСТ 2.103);

• документацию, содержащую определяющие технологические и организационные решения по производству изделия;

• документацию на однотипные технологические процессы (без литеры или с литерой «О» по ГОСТ 3.1102);

• план (график) ТПП опытных образцов;

• другую необходимую документацию.

Критерий завершенности ТПП серийных изделий — фактиче­ское выполнение работ, предусмотренных планом, подтвержден­ное оценкой технологической готовности производства к изготов­лению серийных изделий в соответствии с критерием завершен­ности ТПП опытных образцов и единичных изделий.

Система разработки и постановки продукции на производство (СРПП), являющаяся установленной государственными стандар­тами системой организации и управления процессом технологи­ческой подготовки производства, предусматривает широкое при­менение прогрессивных технологических процессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-техни­ческих и управленческих работ.

Основное назначение СРПП — установление системы органи­зации и управления процессом ТПП, обеспечивающей:

• единый для всех предприятий и организаций системный подход к выбору и применению методов и средств технологической подготовкой производства, соответствующих достижениям на­уки, техники и производства;

• освоение производства и выпуска изделий высшей категории качества в минимальные сроки, при минимальных трудовых и материальных затратах на ТПП на всех стадиях создания изде­лий, включая опытные образцы (партии), а также изделия еди­ничного производства;

• организацию производства высокой степени точности, допус­кающей возможность непрерывного его совершенствования и быструю переналадку на выпуск новых изделий;

• рациональную организацию механизированного и автоматизи­рованного выполнения комплекса инженерно-механических и управленческих работ;

 

• взаимосвязи ТПП и управления его с другими системами и подсистемами управления;

• решение задач, группируемых по следующим основным функ­циям:

• обеспечение технологичности конструкции изделия;

• разработка технологических процессов;

• проектирование и изготовление средств технологического оснащения;

организация и управление процессом ТПП.

 

Технологическое проектирование от общего объема техниче­ской подготовки составляет 30—40% — для мелкосерийного, 40— 50% для серийного и 50—60% — для массового производства.