|
Целевая организация производственных
процессов как направление развития производственных систем предполагает
уменьшение неупорядоченности, разнообразия и неопределенности в движении
предметов труда как в пространстве, так и во времени. Прежде всего движение
предметов труда должно быть упорядочено в пространстве.
Неупорядоченность движения предметов труда в непоточном
производстве машиностроительных предприятий проявляется в недооценке важности
унификации и типизации индивидуальных технологических маршрутов изготовления
деталей. Таким образом, каждая деталь (партия деталей) движется в
производстве сама по себе так, что наложение их маршрутов движения на
планировку предприятия и каждого производственного подразделения напоминает
хаотическое движение, т. е. движение деталей - с возвратами и петлянием по
рабочим местам каждого участка. Упорядочить движение деталей можно только
путем организации их однонаправленного движения. В непоточном производстве
это обеспечивается унификацией или типизацией технологических маршрутов
деталей, закрепленных за одним предметно-замкнутым участком.
Однонаправленное движение предметов труда в пространстве
организуется в соответствии с принципами специализации, стандартизации,
прямоточности и проектируется в виде типовой схемы движения предметов труда (ТСД
ПТ).
Однонаправленное движение является обязательным и
достаточным условием перехода от прогнозирования к планированию хода
производственного процесса. В самом деле, если известны маршрут движения и
средняя его скорость, то всегда можно установить время и сроки достижения
заданного пункта на трассе движения. Только одна эта возможность планирования
хода производства уже делает ТСД ПТ обязательным элементом рациональной
организации производства. Помимо этого ее применение гарантирует и другие
эффекты в организации и управлении производством.
Так, ТСД ПТ обеспечивает более чем десятикратное
сокращение количества различных межцеховых технологических маршрутов
(расцеховок), резко сокращает количество внутрипроизводственных связей между
участками, многократно уменьшает сложность и трудоемкость планирования и
управления производством, создает необходимую организационно-методическую
основу согласования сроков выполнения работ с полной загрузкой плановых
рабочих мест и производственных подразделений при минимально необходимом и
комплектном незавершенном производстве. ТСД ПТ является базой формирования
маршрутного (бригадного) комплекта деталей и маршрутной формы организации
производственного процесса.
В современных условиях ТСД ПТ может разрабатываться как
для проектируемых, так и для действующих предприятий. Она описывается двумя
структурными группами характеристик (параметров): предметной и маршрутной.
Предметная группа параметров описывает всю годовую
номенклатуру данного предприятия и выделяет предметы труда настолько
однородные в конструктивно-технологическом отношении, что они могут
передаваться между производственными подразделениями по одной расцеховке или
по одному организационно-технологическому маршруту, а внутри каждого
производственного подразделения могут изготавливаться либо по типовому, либо
по групповому технологическому маршруту.
Предметная группа параметров обеспечивает организацию
однонаправленного движения предметов труда в производстве.
Маршрутная группа параметров определяет рациональную последовательность
производственных подразделений по изготовлению данной однородной группы
деталей и сборочных единиц (ДСЕ) и рациональную последовательность типов и
видов основного технологического оборудования, применяемого при обработке
данной однородной группы ДСЕ в проектируемом или анализируемом
производственном подразделении. Маршрутная группа параметров призвана
обеспечить минимизацию затрат на производство.
Для проектируемых предприятий предметная группа параметров
является базой разработки маршрутных параметров и всей ТСД ПТ. Для
действующих предприятий предметная и маршрутная группы параметров уже
существуют, часто обособлены, и их надо согласовать, уменьшить разнообразие
расцеховок, унифицировать технологические маршруты внутри производственных подразделений
за счет специализации последних на изготовлении однородных групп деталей и на
этой базе создать ТСД ПТ.
Методика формирования ТСД ПТ предусматривает определенную
последовательность работ:
- формирование исходных данных о составе деталей, необходимых
на производственную программу, и их кодирование по выбранному классификатору;
- классификацию деталей, сборочных единиц (ДСЕ) по
конструктивно-технологическим признакам;
- систематизацию состава используемых
организационно-технологических маршрутов (ОТМ) изготовления предметов
производства;
- уточнение специализации производственных подразделений;
- разработку альтернативных вариантов ОТМ для групп
однородных в конструктивно-технологическом отношении ДСЕ;
- выбор формы (поточная или непоточная) организации
производственного процесса, выбор рациональных ОТМ по минимуму приведенных
затрат;
- формирование ТСД ПТ из рациональных ОТМ.
Методической основой проектирования рациональных
материальных потоков являются принципы, приемы типизации и унификации
технологических маршрутов деталей, аналогичные приемам типизации и унификации
технологических процессов групповой (типовой) обработки.
Определение предметной группы признаков ТСД ПТ основано на
принципе группирования предметов труда: на первом этапе - по конструкторским
и технологическим; на втором - по организационно-плановым признакам.
В качестве организационно-планового признака процесса
движения предметов труда используются коэффициенты относительной трудоемкости
деталей и их операций, которые тождественны коэффициенту закрепления операций
К и показывают, сколько рабочих мест в течение года может загрузить каждая
операция над той или иной деталью. Это обеспечивает объективную
непосредственную связь выбора форм организации производственных процессов с
типом производства и различными организационными методами, способствующими
уменьшению количества операций, закрепленных за одним рабочим местом.
Анализ конструктивно-технологической общности деталей.
Механообработка как наиболее сложная стадия машиностроительного производства
отличается многономенклатурностью деталей, сложностью технологического
процесса, многообразием технологических маршрутов, значительными различиями в
структуре трудоемкости деталей и другими факторами. Представляется, что на примере
механообработки наиболее убедительно проявляются возможности целевой
специализации.
Применительно к механообработке классификационная схема
деталей выразится сложным комплексом соподчиненных понятий (класс, подкласс,
тип, группа и т. п.), образованных последовательным делением (группированием)
предметов труда.
Если Д - заданное множество деталей, то любая деталь из
имеющихся в Д однозначно описывается некоторым набором признаков - P .
Множество Р = {P ; i = 1,2, ..., k} представляет собой ряд конструктивно-технологических
и планово-организационных признаков, по которым классифицируют детали
множества Д. Задают P перечислением их элементов P = {Р }, i = и j = ,
где m отражает градацию i-го признака исходя из физических свойств предметов
труда.
В результате группирования объектов создаются
горизонтальные и вертикальные ряды классификации. Горизонтальные ряды
объединяют совокупность классификационных подразделений одного признака,
полученных на данной ступени деления объектов по j-му признаку. Вертикальные
ряды объединяют совокупность некоторых признаков P (класс, подкласс, тип,
группа и т. д.).
Образуемые пересечения горизонтальных и вертикальных рядов
наиболее четко выделяются при матричной форме представления схемы
классификации. Для обеспечения однонаправленного и прямоточного движения
деталей в производстве их следует классифицировать по основным
конструктивно-технологическим признакам, определяющим маршрут обработки и
конструктивный тип деталей. Круг этих признаков, и особенно их внутреннюю
градацию, устанавливают с учетом конструктивно-технологических особенностей
изделий, изготавливаемых машиностроительным предприятием (цехом).
Вообще говоря, признаки классификации сильно отличаются в
зависимости от целей классификации. В качестве таких целей могут быть:
унификация и автоматизация процедур конструирования деталей; унификация и
автоматизация процедур технологической подготовки производства; автоматизация
проектирования типовых технологических процессов, проектирования типовых
технологических маршрутов; организация группового производства и другие.
В развитых странах наибольшее распространение получили
система Опица [2, 4] и система MIKLASS [3, 4].
Из разработанных в России наиболее известными являются
классификационные системы, предложенные В.В. Бойцовым [5], Ф.С. Демьянюком
[6], С.П. Митрофановым [7], В.А. Петровым [8], технологический классификатор
деталей машиностроения и приборостроения [9], классификатор ЕСКД [10],
классификатор деталей для внедрения групповых методов обработки [11] и
другие.
Если техническая подготовка производства осуществляется в
рамках САПР (система автоматизированного проектирования), то нет проблем,
связанных с кодированием и классификацией деталей. В этом случае для
группирования деталей можно использовать классификатор деталей любой
сложности. Как правило, промышленные предприятия получают чертежи изделий от
проектных организаций, и в этой рабочей проектной документации детали имеют
кодовые обозначения системы ЕСКД.
Однако код ЕСКД не использует технологические признаки
деталей. В этом, наиболее распространенном случае, для организации ТСД ПТ
необходимо провести кодирование деталей уже по технологическому
классификатору. Это очень трудоемкая работа даже для высокопрофессиональных
технологов.
Из всего разнообразия классификаторов деталей наиболее
простым и надежным, даже в условиях неполной автоматизации технологической
подготовки производства, является классификатор В.А. Петрова [8]. Этот
классификатор разрабатывался для проектирования групповых поточных линий, то
есть для группирования деталей под разработку групповых (типовых)
технологических процессов. Проблема формирования типовых технологических
маршрутов намного проще и легко решается с помощью классификатора В.А.
Петрова.
Согласно классификатору В.А. Петрова в условиях
машиностроения к числу основных признаков классификации следует отнести:
1) вид заготовок и материал - Р1; .
2) габариты деталей или массу - Р2;
3) основные технологические операции обработки - Р3;
4) конструктивный тип деталей - Р4.
Первый из этих признаков служит для определения межцеховых
связей и обеспечения однонаправленности межцеховых маршрутов движения
деталей. Этот признак предопределяет также общий характер механической
обработки и ориентирует проектантов на выбор типа оборудования. По этому
признаку всю исследуемую совокупность обрабатываемых на предприятии (цехе)
деталей подразделяют на классы деталей Д изготавливаемых, например, из
поковки и штамповки, стального и чугунного литья, катаного круглого и
полосового материала.
Второй признак, с одной стороны, уточняет межцеховой
маршрут движения деталей, с другой - определяет размер и мощность
оборудования для обработки. По второму признаку классы деталей подразделяют
на подклассы Д , например, крупных, средних или мелких деталей с указанием
основных размерных интервалов.
По третьему признаку определяют ведущие по сложности и
трудоемкости операции внутри участкового маршрута, необходимые для
изготовления деталей, и при этом опускают второстепенные или доделочные
операции. С другой стороны, здесь ведущие операции как бы определяют
технологические комплексы операций, которые при определенных
организационно-плановых условиях могли бы выполняться соответствующими
станочными модулями.
На этой ступени деления в подклассах выделяются группы Д
деталей, например, с преобладающими видами револьверной обработки (Р),
револьверной - горизонтально-фрезерной (Р - Фг),
токарно-револьверно-вертикально-фрезерной (Т - Р - Фв).
Четвертый признак устанавливают по сходству конструктивной
характеристики типа деталей. Этот признак позволяет обосновать выбор ОТМ и
состав оборудования для изготовления деталей, группирование по этому признаку
способствует сокращению времени переналадок оборудования.
Правильная классификация деталей по конструктивно-технологическим
признакам очень важна, во-первых, для разбивки всей номенклатуры деталей на
минимально необходимое число действительно конструктивно однородных групп;
во-вторых, для облегчения правильного отбора и закрепления деталей за
участком и формирования профиля его по детальной и целевой специализации.
По этому признаку в группах выделяются типогруппы деталей
Д , например, корпусные детали, стойки, кронштейны, рукоятки, валы, втулки,
фланцы, шестерни, винты.
Для сокращения трудоемкости работ по классификации деталей
целесообразно использовать конструкторско-технологические классификаторы
деталей, разработанные отраслевыми проектно-технологическими институтами.
Поскольку классификация всей совокупности деталей в
условиях широкой номенклатуры и сложного состава изделий связана с
определенными трудностями, в проектной практике можно использовать метод
типической выборки. Всю исследуемую совокупность изделий, включенных в
программу, предварительно разбивают на типовые группы.
Метод типической выборки, помимо резкого сокращения объема
классификационных работ, обеспечивает правильное формирование структуры,
необходимые пропорции размеров цехов и участков, а на стадии инженерного
проектирования - значительное уменьшение объема расчетов по определению
потребного состава оборудования.
Анализ организационно-плановых признаков группирования
деталей. К организационным характеристикам процесса изготовления деталей
относятся трудоемкость их производства и объем выпуска. Эти факторы в
основном и определяют степень стабильности производственных условий на
рабочих местах и характер повторения запуска деталей в производство.
Концентрация на участке деталей, имеющих примерно одинаковые трудоемкости и
объемы выпуска, способствует уменьшению разнообразия ритмов их изготовления,
что обеспечивает повышение ритмичности производства и улучшение экономических
показателей работы участков и цехов.
Для группирования деталей по их трудоемкости и объемам
выпуска необходимо использовать показатель относительной трудоемкости К
(формула 11.13).
Показатель К определяет расчетное суммарное количество
единиц обезличенного оборудования, необходимого для обработки одной детали
при заданных объемах выпуска, технологии и режиме сменности работы.
По существу, является пятым признаком классификации
деталей (Р5), учитывающим организационно-плановые характеристики каждой
типогруппы деталей в целом.
Так как показатели относительной трудоемкости деталей
каждой m-й типогруппы рассчитаны исходя из выборочной совокупности деталей,
эти показатели необходимо рассчитать для всей генеральной совокупности
деталей, подлежащих механообработке в соответствии с годовой программой
машиностроительного предприятия.
Для облегчения закрепления деталей той или иной группы за
конкретным участком с определенной формой организации производства достаточно
материалы классификации генеральной совокупности деталей представить в
матричной форме с использованием специальных приемов ее построения,
облегчающих поиск базовых типогрупп. Так, по признаку Р5 типы деталей
записываются по строкам в порядке возрастания их сложности, а по признаку P3
группы деталей записываются по столбцам в порядке повышения сложности
технологического маршрута.
Принятая схема представления конструктивно-технологической
общности деталей в сочетании с данными о суммарном значении показателя К и
о среднем значении относительной трудоемкости одной операции К в каждой
типогруппе деталей позволяет четко выявить кустовое объединение сходных групп
деталей.
|