Предпроектное обследование и

подготовка исходных данных

Предпроектные работы выполняются с целью:

• сбора исходных данных;

• анализа существующего уровня производства;

• разработки технико-экономического обоснования (ТЭО) или технико-экономического расчёта (ТЭР) целесообразности создания нового, расширения, реконструкции или технического перевооружения существующего (действующего) производства.

Предпроектные работы чаще всего проводят в два этапа:

• предпроектное обследование и разработка ТЭО (ТЭР);

• разработка и утверждение технической заявки на создание и внедрение новой производственной системы.

Технико-экономическое обоснование (ТЭО)

 

На основе обобщённых результатов обследования и анализа разрабатывается ТЭО целесообразности создания новой производственной системы, которое должно содержать краткую оценку текущего состояния производственной системы, её готовности к преобразованию и предполагаемых масштабов внедрения с учётом специфики обследуемого предприятия и выпускаемой им продукции.

В ТЭО основные параметры производственной системы (станкоёмкость, трудоёмкость, число работающих, состав и количество оборудования, площади и т.д.) определяются на основе предварительных укрупнённых расчётов и затем подлежат уточнению на последующих этапах разработки аванпроекта и технологической части рабочего проекта.

В ТЭО также должны быть указаны технико-экономические показатели: снижение трудоёмкости и станкоёмкости, повышение производительности труда, увеличение коэффициента загрузки, уменьшение численности работающих, сокращение длительности производствен-

ного цикла и т.д.

ТЭО утверждается руководителями проекта и заказчика и является основанием для разработки аванпроекта и технической заявки на создание производственной системы.

 

Аванпроект

 

Аванпроект делает Головная проектирующая организация на основе ТЭО:

• подбирается номенклатура обрабатываемых материалов и заготовок;

• формируются основные принципы построения технических процессов;

• составляются маршрутные технические процессы;

• делаются графики загрузки оборудования на программу;

• на основании графиков определяются станкоёмкосгь обработки на производственную программу выпуска;

• на основании станкоёмкости определяется количество оборудования;

• определяются коэффициенты загрузки оборудования;

• подбирается номенклатура режущего и мерительного инструментов, оснастки;

• решаются укрупнённо вопросы организации и управления производством;

• уточняются технико-экономические показатели;

• определяется экологическая эффективность производственной системы.

 

Задание на создание производственной системы

 

Основанием для разработки задания на проектирование является утверждённый аванпроект.

Разработку задания на проектирование проводит заказчик проекта совместно с проектной организацией на основе данных, собранных в предпроектный период. В задании:

• приводится основание для проектирования (приказ Министерства или договор с заказчиком);

• даётся обоснование выбора площадки для строительства нового цеха;

• указывается номенклатура и объём выпускаемых изделий;

• указывается, какие заготовки, полуфабрикаты, готовые изделия цех получает со стороны и какие выдаёт в порядке кооперации;

• даётся режим работы производства;

• указываются фонды времени работы оборудования; рабочих мест и рабочих;

• определяются требования по защите окружающей среды;

• даются указания по предполагаемому расширению производства на основе ТЭО;

• намечаются предполагаемые сроки строительства цеха;

• указываются требования к разработке вариантов проекта или его частей;

• приводится перечень основных требований к архитектурно-художественному оформлению инженерных, служебных, бытовых и производственных помещений.

В задании также указывают стадийность проектирования: в две стадии – рабочий проект (утверждаемая часть) и рабочая документация или в одну стадию – рабочая документация. Одностадийное проектирование осуществляется для производств с несложными процессами при использовании повторно применяемых и типовых проектов.

 

Технологические решения проекта

Машиностроительного производства

 

Технологические решения согласно Инструкции СНиП-11-01–95 Госсторя России является основной частью проекта, в которой решаются следующие задачи:

1. Разработка технологии изготовления деталей и изделий с комплектом технологической документации, сведениями об используемой оснастке и инструментах, затратах времени на обработку.

2. Выбор и расчёт количества оборудования основной и вспомогательной систем цеха.

3. Расчёт количества основного и вспомогательного персонала цеха.

4. Расчёт потребности всех видов энергии (электрической, сжатого воздуха, пара, воды и др.).

5. Разработка спецификации оборудования производственной системы с указанием установленной мощности электродвигателей, часового расхода сжатого воздуха, воды, пара и т.п.

6. Укрупнённое определение (по нормам удельной площади на один станок, выпуска продукции на 1 м2

площади пола цеха и т.д.) площади основной и вспомогательной систем цеха, общей площади, требования к высоте здания, цеха.

7. Технологические планировки: разработка компоновочного плана цеха, разработка планировок – планов размещения каждой единицы оборудования, всех помещений и служб на плане строительной части промышленного здания.

8. Разработка и выдача заданий на энерго- и водоснабжение цеха, снабжение горючими газами и сжатым воздухом, на очистку производственных сточных вод, автоматизацию процессов и др.

Разработка технологической части проекта завершается составлением пояснительной записки, включающей текстовый и графический материалы, полученные при проектировании.

После утверждения в установленном порядке технического проекта цеха разрабатывают рабочие чертежи. С этой целью технологические отделы передают в специализированные отделы проектной организации или субподрядчику данные, полученные на стадии технического проекта, для разработки рабочих чертежей общестроительной части здания (каркас здания, фундаменты каркаса, подвалы, магистральные каналы стружкоудаления и т.п.), специального оборудования и оснастки, систем вентиляции, сетей снабжения всеми видами энергии, монтажных планов цехов и т.д.

Законченный проект и смета подвергаются экспертизе и утверждаются в установленном порядке.

 

Критерии оптимизации и алгоритм

Проектных решений

 

Проектирование сложных систем, каковой является производственная система, чаще всего – итерационный процесс. В ходе его создаётся несколько проектных решений, как отдельных элементов, так и всей производственной системы в целом. Из сформулированной в общем виде задачи проектирования производственной системы следует, что основным критерием выбора оптимального проектного решения

должен быть показатель приведённых затрат на изготовление изделий заданной программы выпуска в течение года, который может быть подсчитан по формуле

 

(2.2)

 

где j – номер изделия;

n – число наименований изделий;

Nj – годовой объём выпуска j-го наименования изделия (шт.); δ = 1,15 – коэффициент заработной платы с начислениями;

β – общие накладные расходы в долях заработной платы, включающие расходы на текущий ремонт оборудования;

Sст – заработная плата рабочего за 1 мин, р.;

i – номер операции;

m – число операций в технологическом процессе изготовления изделия;

Тij – трудоёмкость изготовления j-го наименования изделия на i-й операции;

Ен = 0,15…0,20 – нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений;

α = 0,143 – коэффициент амортизационных отчислений;

Fj – часть годового фонда времени, отводимая на изготовление i-гo наименования изделия (мин);

Fэ – эффективный годовой фонд времени работы системы, мин;

Aij – стоимость одной единицы технологического оборудования, используемого на i-й операции при изготовлении j-го наименования изделия, р.;

аi – число единиц технологического оборудования, используемого на i-й операции.

Трудоёмкость изготовления изделия,

где – станкоёмкость i-й операции при изготовления j-го изделия, мин;

– коэффициент многостаночного обслуживания.

Вследствие сложности и в ряде случаев недостаточной информации для определения ряда составляющих формулы на различных этапах проектирования на практике используют интегральные критерии. Например, при выполнении компоновочных и планировочных этапов проектирования может быть использован интегральный критерий, представляющий собой векторный функционал: , где

– оптимизационные критерии;

– критерий минимума мощности грузопотока, т/год

, (2.3)

где n – число наименований изделий, перемещаемых в год;

ω – число операций в производственном процессе изготовления i-го изделия;

g_i – масса изделий i-гo наименования, перемещаемых за год, т;

l_αγi – расстояние между α-й и γ-й рабочими позициями, на которое происходит перемещение i-гo наименования изделия, м;

W₂ – критерий максимального съёма продукции с единицы объёма цеха (участка) в год

 

, шт./(м³⋅год), (2.4)

где N – программа выпуска изделий в цехе, шт./год;

V – общий объём цеха, м³

 

Алгоритм проектирования механического цеха представлен на рис. 2.1: 1 – программа выпуска; 2 – габаритные размеры, масса и материал изделий; 3 – качество изделий; 4 – трудоёмкость и станкоёмкость операций; 5 – типаж оборудования; 6 – режим работы производства; 7 – определение количества основного (технологического) оборудования; 8 – выбор состава производственных участков; 9 – определение состава и количества оборудования на участке; 10 – определение алгоритма работы оборудования на участке; 11 – расчёт производственной площади; 12 – разработка требований к условиям работы оборудования; 13 – составление задания на проектирование нестандартного оборудования; 14 – компоновка производственных участков; 15 – планировка основного оборудования; предварительное определение числа работающих; 16 – проектирование складской системы; 17 – проектирование транспортной системы; 18 – проектирование системы инструментообеспечения; 19 – проектирование системы ремонтного и технического обслуживания; системы контроля, 20 – проектирование качества изделий; 21 – проектирование системы охраны труда; 22 – проектирование системы управления и подготовки производства; 23 – определение общей площади цеха и его габаритов; 24 – уточнение компоновки цеха; 25 – уточнение планировки оборудования; 26 – уточнение состава и количества работающих; 27 – определение технико-экономических показателей; 28 – выбор оптимального варианта проекта.

На основании исходных данных, которые определены из условий функционирования цеха или участка и разработанных технологических процессов изготовления изделий, приведённых в задании на проектирование, разрабатывают проект основной системы.

Проектирование каждой вспомогательной системы осуществляют в той же последовательности, что и основной системы.

Каждый вариант проекта получают после однократного прохождения блоков. В случае разных вариантов проекта выбор оптимального из них достигается путём анализа результатов проектных решений по принятому критерию оптимизации, например по минимуму приведённых затрат производственной программы изделий.

Рис. 2.1. Последовательность проектирования производственной системы

Приведённая последовательность проектирования используется при изложении всего последующего материала.