3. Организация технологического процесса. Состав и количество основного оборудования в поточном производстве.

Одним из этапов технологического проектирования машиностроительного производства является определение состава и количества основного оборудования, которое должно обеспечивать высокую эффективность производственного процесса. При выборе состава основного оборудования следует ориентироваться на основные организационно-технические направления, причем следует иметь в виду, что за счет выравнивания времени выполнения операций одновременно достигается и сокращение количества основного оборудования.

Поточное производство характеризуется:

• незначительной номенклатурой выпуска продукции

• высокой интенсивностью технологических процессов, которая может быть достигнута только при использовании параллельной и параллельно-последовательной структуры выполнения операции, что следует учесть при выборе типажа оборудования.

• вследствие интенсивного развития техники необходима быстрая смена выпускаемой продукции, что, в свою очередь, также накладывает отпечаток на выбор основного оборудования для поточного производства, которое должно обеспечить возможность эффективного изготовления более широкой номенклатуры изделий. Этому требованию удовлетворяют агрегатные переналаживаемые станки с ЧПУ.

Расчет количества основного оборудования для поточного производства производится по точной программе и предусматривает разработку подробного технологического процесса обработки или сборки с техническим нормированием выполнения каждой операции на все изготовляемые изделия, входящие в программу выпуска.

Расчет числа станков, необходимых для каждой операции, выполняют на основании штучно-калькуляционного времени и объема выпуска каждого наименования изделия, проходящего эту операцию, по формуле:

где n — число наименований изделий, проходящих данную операцию; t_{шт.к. i}N_i — соответственно время изготовления изделия на данной операции, мин, и ее годовой объем выпуска, шт.; Фэ — эффективный годовой фонд времени работы основного оборудования, ч.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле (6), а при отсутствии данных по составляющим можно пользоваться формулой

t_{шт.к. i} = t_{оп i}(1 + α/100)

где α — процент потерь времени (внецикловых) от оперативного времени, α = 6...18% в зависимости от сложности наладки. При непрерывно-поточном производстве эта составляющая штучно-калькуляционного времени не учитывается, так как в данном случае отсутствует переналадка оборудования на другие наименования изделий.

Особенности расчета числа станков:

• Вычисленное значение С_р округляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом количество основного оборудования С_пр, принятое для выполнения данной операции.

• Обязательно рассчитывается коэффициент загрузки основного оборудования на дан­ной операции k₃ = С_р/С_пр.

• Коэффициент загрузки всегда меньше единицы. Желательно, чтобы при проектировании поточно­го производства k_з был больше 0,65.

При выборе состава и количества основного оборудования необходимо предусмотреть построение технологической системы в виде автоматической линии.

Классификация автоматических линий:

По технологическому назначению

Однотипные - линии для выполнения операции одного типа (например, механообработка, сборка, окраска и т. д.) Комбинированные - линии для вы­полнения операций различных типов (например, сборка изде­лий совместно с окраской на одном конвейере, механическая обработка со сборкой и т. д.)

По типу используемого оборудования

Из специального оборудования - используют в поточном производстве в том случае, когда изделия изготовляют в течение нескольких лет в большом объеме, что позволяет значительно сократить станкоемкость изготовления изде­лий Из агрегатного и специализированного оборудования - применяют преимущественно в поточном производстве с более широкой номенклатурой выпускаемых изделий. Из многоцелевого оборудования - используют в гибких производственных системах (ГПС). Они позволяют осуществлять быстрый переход с изготовления изделий одного типоразмера на изготовление изделий другого типоразмера

Вследствие того, что в поточном производстве используют специальное оборудование и автоматические линии, очень важен выбор оптимальной структурно-компоновочной схемы оборудования, на базе которой выдается техническое задание на его проектирование.

Основание выбора: обычно производится при комбинаторном, пошаговом решении задачи с поиском оптимального варианта.

Критерий оптимальности: минимум приведенных затрат, который учитывает:

- объем выпускаемой продукции,

- станкоемкость выполнения переходов при изготовлении изделия,

- нормативный коэффициент экономической эффективности,

- потери времени на отказы оборудования, зависящие от его сложности,

- затраты на заработную плату обслуживающего персонала,

- стоимость оборудования и ряд других факторов.

Ограничения: условия обеспечения требуемого качества изделий и производительности.

Важным этапом проектирования автоматической линии является разработка структурно-компоновочного варианта линии, обеспечивающего наилучшие технико-экономические показатели. Поэтому из множества вариантов построения линии, отличающихся числом позиций, участков, потоков, типом накопителей, должен быть выбран один, который обеспечит заданную производительность при минимальных приведенных затратах. Эти затраты рассчитываются по формуле:

С_п = K_iE_н + С_i

С_п → min

где K_i — стоимость оборудования i-го варианта; Е_н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; C_i — годовые эксплуатационные затраты для данного варианта (себестоимость годового выпуска изделий).

Зависимость типа оборудования от годовой программы выпуска изделий и их номенклатуры представлена на графике слева.

1 — механизированная сборка;

2 — одно- и двухпозиционные роботизи­рованные сборочные комплексы;

3 — круговые сборочные машины с цикловым программным управлением;

4 — линии с цикловым програм­мным управлением;

5 — гибкие автоматические линии из одно- и двухпозиционных сборочных модулей;

6 — многоцелевые сборочные машины

После определения состава и количества основного оборудования разрабатывают технические задания на специальное оборудование. В условиях поточного производства количество специального оборудования составляет 30...80% от общего количества ОО.