Б.И. Коган Последовательность разработки проекта цеха(участка). Предпроектные работы

1

ВВЕДЕНИЕ

Данная работа является первой из десяти работ, которые должны выполнить студенты, обучающиеся по специальности 120100 “Технология машиностроения ”, с целью освоения методологии и приобретения практических навыков проектирования механосборочных и ремонтных участков и цехов машиностроительных заводов.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА ПРЕДПРОЕКТНЫЕ РАБОТЫ

1. Цель работы - студенты должны уяснить основные задачи проектирования, освоить выбор оптимального варианта проекта, изучить последовательность проектирования, основы САПР, содержание предпроектных работ и задания на проектирование.

2. Теоретические положения Задача проектирования: спроектировать цех или участок для вы-

пуска изделий конкретной номенклатуры, в заданном количестве, высокого качества при минимально возможных приведенных затратах на изготовление с учетом требований к охране труда и окружающей среды.

Должны быть решены технологические, экономические и организационные задачи.

Для решения технологических задач необходимо: проработать предметы производства на технологичность, разработать технологические процессы, выявить трудоемкость и станкоёмкость операций, определить типаж и количество оборудования, состав и количество работающих, нормы расхода материалов, площади и размеры участков, разработать компоновку цеха и план расположения оборудования, задания на спецчасти проекта: строительную, сантехническую и энергетическую.

Для решения экономических задач необходимо: рассчитать себестоимость и рентабельность выпуска изделий, определить удельные приведенные затраты, размеры основных и оборотных средств, составить калькуляцию, решить вопросы финансирования.

Для решения организационных задач необходимо: выбрать концепции формирования производственных подразделений, разработать

2

структуру управления, научную организацию труда, систему делопроизводства, контроль за ходом производства и т.д.

При разработке нескольких вариантов проектов в качестве интегрального критерия для выбора оптимального варианта используют

где n- число наименований изделий, перемещаемых на участках или в цехе в год; W - число операций в производственном процессе изготовления i-го изделия; qi – масса, т, изделий i – го наименования, перемещаемых в установленный промежуток времени (год); laγ - расстояние, м, между a-м и γ -м рабочим местом, на которое происходит перемещение i-го изделия.

Фактический уровень эффективности должен определяться по отношению к нормативным показателям, сумма значений которых принята за 100%:

где W1H и W2H - нормативные значения показателей; W1П и W2П – полученные значения показателей в проектном решении. Комплексный показатель полученного решения рассчитывают по сумме частных показателей, взвешенных по их значимости:

где Wi – частные критерии.

3

3. Последовательность проектирования

1 – программа выпуска; 2 – габаритные размеры, масса и материал изделий; 4 – трудоемкость 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 – расчет производственный площади; 12 – разработка требований к условиям работы оборудования; 13 – составление заданий 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; 20 – проектирование системы контроля 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 техникоэкономических показателей; 28 – выбор оптимального варианта проекта

4

На основании исходных данных, которые определены из условий работы механосборочного производства и разработанных технологических процессов изготовления изделий, проектируют основные и вспомогательные системы, а затем производят пространственную увязку всего оборудования, формируя тем самым механосборочное производство изделий.

На этапе синтезирования производственной системы выполняют формирование системы материальных, энергетических и информационных потоков.

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

4. Система автоматизированного проектирования (САПР) участков и цехов

В основу САПР производственных систем заложены четыре иерархических уровня и две подсистемы - проектирующая и обеспечивающая. Первая подсистема, являясь предметно-ориентированной частью САПР, решает проектные задачи, а вторая представляет собой общесистемные методы и средства, обеспечивающие выполнение проектного процесса. На первом уровне иерархии САПР производит окончательное формирование проекта; при этом используются результаты решений второго уровня, на котором производится проектирование основной и вспомогательных систем. На третьем и четвертом уровнях иерархии каждая подсистема представляется в виде совокупности программ и подпрограмм.

При проектировании участков и цехов на САПР возлагаются следующие задачи:

определение общей трудоемкости и станкоёмокости по типам оборудования для заданной программы выпуска;

определение количества оборудования, основных и вспомогательных рабочих;

определение производственных и вспомогательных площадей; выбор оптимальных компоновок цеха и планировки оборудования; определение количества транспортных и складских средств, ре-

жущих и вспомогательных инструментов, контрольно-измерительных средств и др.;

определение технико-экономических показателей проекта.

5

Решать указанные задачи можно путем создания унифицированных технологических модулей и системного подхода к проектированию однородных производств. Разработка и примечание унифицированных модулей в основных и вспомогательных системах позволяет упорядочить проектные решения и усовершенствовать методику проектирования механосборочного производства.

Принципиальное отличие САПР от традиционной системы проектирования состоит, прежде всего, в том, что машинное проектирование становится организационно-технической системой, в которой действия проектировщиков и работа технических средств имеют постоянную связь и объединены общей целью. Достижение целей в этой системе обеспечивается принятой методологией и техническими средствами, процессами планирования и управления. Другой отличительной особенностью САПР является единство информационных потоков как системно-организующего фактора на этапах разработки проекта. Принятие проектных решений осуществляется на основе проведения математического эксперимента с имитационной моделью проектируемого объекта или составляющих его элементов.

Автоматизация предполагает передачу ЭВМ функций непосредственного управления ходом проектирования, согласование формируемого решения с показателями эффективности объекта. Проведение внутримашинного согласования возможно лишь при наличии в памяти ЭВМ комплекса моделей проектируемых объектов и организаций машинного архива нормативно-справочных данных (банка данных). САПР участков рассмотрена в отдельных методических указаниях.

5. Предпроектные работы

Особое значение при создании механосборочного производства приобретают предпроектные работы, выполняемые с целью сбора исходных данных, анализа существующего уровня производства, разработки технико-экономического обоснования (ТЭО) или техникоэкономического расчета (ТЭР) целесообразности создания нового, расширения, реконструкции или технического перевооружения существующего (действующего) производства, разработки технической заявки на проект и подготовки различных технических материалов для проведения проектных работ.

6

Предпроектные работы чаще всего проводят за два этапа:

1)предпроектное обследование и разработка ТЭО (ТЭР);

2)разработка и утверждение технической заявки на создание и внедрение производственной системы.

При выборе объектов для создания эффективной производственной системы основополагающей является оценка организационно - технологической структуры предприятия, обусловливаемой специализацией его основных производственных подразделений цехов и участков, а точнее оценка соответствия их специализации характеру и типу производства продукции.

При реконструкции производства необходимо иметь большее количество исходных данных, чем при проектировании нового производства, так как в проекте используются уже имеющиеся на заводе здания, сооружения, оборудование и т.д.

Основная цель обследования – изучение производственных, материальных, финансовых и людских ресурсов действующего производства. Обследование перед реконструкцией производства проводят комплексно по нескольким частям.

1.Общая и технико-экономическая части включают в себя общие данные по действующему механосборочному производству, его состав, объем производства и номенклатуру выпускаемой продукции, производственное кооперирование, производственные фонды, о составе работающих и их квалификации, уровне заработной платы, себестоимости продукции, общие выводы и основные технико-экономические показатели.

2.Генеральный план, транспорт и складское хозяйство.

3.Технологическая часть содержит сведения о назначении цеха, выпускаемой продукции и производственной кооперации, размещении цеха, режиме его работы, станкоёмкости и трудоемкости изготовления продукции, организации производства, составе цеха и технологических процессах.

4.В строительной части приводят сведения о природных и инже- нерно-геологических условиях площадки, характеристиках здания, условиях осуществления строительства.

5.Санитарно-техническая часть и производственное водоснабжение содержат сведения о существующих источниках водоснабжения, системах и сооружениях хозяйственно-фекальной, произ-

7

водственной канализации, внутрицеховых санитарно-технических устройствах.

6.В энергетической части приводят данные об электрснабжении

итеплоснабжении, источниках теплоты и пара, воздухоснабжении и газоснабжении, внутрицеховых промышленных трубопроводах, энерготехнологических данных испытательных станций, стендов, данные о кооперировании энергетических ресурсов.

На основе обобщенных результатов обследования и анализа разрабатывается ТЭО целесообразности создания новой производственной системы, которое должно содержать краткую оценку производственной системы, ее готовности к преобразованию и предполагаемых масштабов внедрения с учетом специфики обследуемого предприятия

ивыпускаемой им продукции.

6.Задание на проектирование

Проектирование участков и цехов, реконструкция или расширение их, а также техническое перевооружение производят на основании задания на проектирование, в которое входят все исходные данные, собранные в предпроектный период.

Разработку задания на проектирование проводит заказчик проекта совместно с проектной организацией, и она должна выполняться с учетом данных ТЭО или бизнес-плана.

В задании на проектирование дают обоснование выбора площадки для строительства нового цеха и приводят данные о месторасположении площадки на генеральном плане завода, ее размерах, рельефе и условиях освоения площадки и ряда других, а также указывают номенклатуру и объем выпускаемых изделий в натуральном и ценностном выражении. Для непоточного производства может быть дана приведенная программа выпуска изделий. В задании указывают, какие заготовки, полуфабрикаты, готовые изделия цех получает со стороны и какие выдает в порядке кооперации. В задании указывают режим работы производства, а также эффективные фонды времени работы оборудования, рабочих мест и рабочих в соответствии с утвержденными нормативами. Эффективный (расчетный) годовой фонд времени работы оборудования механосборочного производства приведен в табл.1.1, а эффективный годовой фонд времени рабочих - в табл.1.2.

8

Таблица 1.1 Эффективный (расчетный) годовой фонд времени, ч, работы

оборудования

*В скобках указано время работы оборудования в выходные и праздничные дни

9

Таблица 1.2 Эффективный годовой фонд времени рабочих

Эффективный годовой фонд времени равен разности номинального фонда и времени неизбежных потерь, вызванных простоями оборудования при планово-предупредительном ремонте.

В задании на проектирование определяются требования по защите окружающей среды и утилизации отходов.

Вместе с этим в задании приводят предварительные указания необходимости разработки автоматизированной системы управления производственными процессами (АСУП) в цехах и на участках, которая представляет собой новый высший тип организации управления, основанный на применении современных технических средств автоматического сбора, регистрации, передачи и обработки информации.

Взадании указывают также требования к разработке вариантов проекта или его частей для выбора оптимальных решений. Многовариантные решения осуществляют, когда предусматривается применение неосвоенной или особо сложной технологии производства, новых видов сложного оборудования или сложных строительных решений.

Взадании на проектировании должен быть предусмотрен раздел, указывающий стадии проектирования. Обычно проектирование ведут за одну (рабочий проект) или за две стадии (проект и рабочая документация). Одностадийное проектирование выполняют для типовых, повторных или несложных объектов.

Заказчик проекта выдает проектной организации в согласованные

сней сроки исходные материалы в объеме, установленном для строительства нового, реконструкции или расширения действующего производства, а также план технического перевооружения производства. Количество и состав документации уточняют проектная организация и