Проектирование машиностроительного производства

В задании:

· дается обоснование выбора площадки для строительства нового цеха;

· указывается номенклатура и объем выпускаемых изделий;

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

· дается 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;

· указывают требования к разработке вариантов проекта или его частей;

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

К заданию прикладывают заключение головного института отрасли о техническом уровне изделий, подлежащих выпуску на данном производстве, и перспективности их выпуска.

6. Рабочий проект (проект) и рабочая документация

 Рабочий проект разрабатывается на основе задания на проектирование и служит для определения технической возможности и экономической целесообразности предполагаемого строительства, реконструкции или расширения, а также установления основных технических решений проектируемых объектов, общей стоимости строительства и технико-экономических показаний.

Рабочий проект включает следующие разделы:

· общую пояснительную записку;

· генеральный план и транспорт;

· технологические решения и научную организацию труда;

· строительные решения и организацию строительства;

· охрану окружающей среды;

· жилищно-гражданское строительство;

· сметную документацию;

· паспорт рабочего проекта.

После утверждения рабочего проекта разрабатывают рабочую документацию, в состав которой входят:

· рабочие чертежи здания, фундаментов, специального оборудования;

· сметная документация по определению стоимости создаваемого производства;

· ведомости объемов строительных и монтажных работ;

· ведомости потребности в материалах;

· сборники спецификаций оборудования;

· чертежи оборудования и изделий;

· проектно-сметная документация на строительство здания;

· исходные требования к разработке документации на нестандартное оборудование.

Лекция 2 Методологические принципы разработки проекта машиностроительного производства

1.1 Основы анализа и синтеза производственной системы

Производственная система, включающая комплекс производственных участков и вспомогательных подразделений, предназначена для изготовления продукции требуемого качества и заданной программы выпуска с наименьшими затратами. Структуру и параметры производственной системы выбирают при проектировании в зависимости от сложности и разнообразия конструкций изготовляемых изделий, объема их выпуска и условий производства.

Построение производственной системы, отвечающей указанным требованиям, должно выполняться на базе системного сквозного проектирования, включающего следующие основные этапы (рис. 1):

1. формулировка функционального назначения и требований к системе в целом, их формализация в условиях автоматизированного проектирования;

2. декомпозиция производственной системы, определение функций каждой подсистемы, формализация требований к подсистемам, выявление внутриструктурных материальных, энергетических и информационных связей подсистем;

3. выбор критериев для оценки качества проектных решений;

4. построение алгоритмических и параметрических моделей функционирования каждой подсистемы;

5. синтезирование производственной системы на базе разработанного производственного процесса с созданием единой системы материальных, энергетических и информационных потоков;

6. разработка временных моделей работы производственной системы;

7. разработка компоновочных и планировочных решений размещения оборудования производственной системы в пространстве.

mat, E, i Оценка Модели mat, E, i t

Этап 1: Формулировка и формализация требований

· Принцип функциональности - элементы должны быть по возможности обособлены, т. е. для них можно сформулировать собственную цель функционирования, которая достигается совокупностью целей каждого элемента нижестоящего уровня.

· Принцип минимальности - заключается в достижении минимума уровней декомпозиции, что ведет к сокращению размерности задач унификации.

· Принцип связанности - заключается в выявлении сильно и слабосвязанных систем.

Этап 2: Декомпозиция производственной системы

Схема функционирования производственной системы представлена на рис. 2.2. В ней происходит преобразование входных материальных М, энергетических Е и информационных I потоков с целью обеспечения требуемого качества Q выпускаемых изделий за предписанный промежуток времени t. В результате выполнения операций C_i производственного процесса на выходе производственной системы будем иметь материальный М' и информационный I' потоки.

Этап 3: Определение оценочных критериев

· Технологические:

- анализ производственной технологичности изготовляемых изделий с точки зрения использования автоматических средств производства;

- проектирование технологических процессов;

- определение станкоемкости или машиноемкости операций;

- установление типажа и количества основного и вспомогательного оборудования, технологической оснастки;

- определение состава и числа работающих, норм расходов материала; расчет площадей участков и цехов;

- разработка заданий для строительного, сантехнического и энергетического проектирования;

- разработка задания на программное обеспечение производства

· Экономические:

- расчет себестоимости и рентабельности выпуска изделий;

- определение удельных приведенных затрат, размеров основных и оборотных фондов; составление калькуляции;

- решение вопросов финансирования

· Организационные:

- разработка структуры управления и выбор принципа формирования структурных подразделений цеха;

- научная организацию труда и его охраны;

- документооборот и организацию взаимодействия структурных подразделений,

- контроль хода производства и управление им.

Глобальным критерием выбора оптимального проектного решения должен быть показатель приведенных затрат на изготовление изделий заданной программы выпуска в течение года, который может быть подсчитан по формуле

где j -- номер изделия; n -- число наименований изделий; N_j -- годовой объем выпуска j-го наименования изделия, шт.; д= 1,15 -- коэффициент заработной платы с начислениями; в -- общие накладные расходы в долях заработной платы, включающие расходы на текущий ремонт оборудования; S₀ -- заработная плата оператора в 1 мин, руб.; i -- номер операции; m -- число операций в технологическом процессе изготовления изделия; T_{ф ij} -- трудоемкость изготовления j-то наименования изделия на i-й операции; Е_н = 0,15...0,2 -- нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; б = 0,143 -- коэффициент амортизационных отчислений; Fj -- часть годового фонда времени, отводимая на изготовление j-го наименования изделия, мин; F_э -- эффективный годовой фонд времени работы системы, мин; A_ij -- стоимость единицы основного оборудования, используемого на i-й операции при изготовлении j-го наименования изделия, руб.; a_i -- число единиц технологического оборудования, используемого на i-й операции. При многокритериальной оценке качества проектного решения ряд частных показателей может иметь различную размерность, но они приводятся к одной путем введения весовых коэффициентов, которые определяют на основании статистических данных и в общем случае отражают степень влияния каждого показателя на приведенные затраты. Таким образом, интегральный показатель оценки качества проектного решения определяется как сумма частных показателей:

где k_i -- весовой коэффициент при i-m частном критерии; m -- количество частных критериев.

Этап 4: Построение моделей производственной системы

· Структурная модель - отражает состав и взаимосвязь элементов производственной системы;

· Функциональная модель - отражает свойства элементов системы, необходимые для выполнения ими своего служебного назначения;

· Алгоритмическая модель - отражает последовательность взаимодействия элементов в процессе функционирования производственной системы;

· Параметрическая модель - представляет собой уравнение материально-энергетического баланса, определяющее количественные значения каждого свойства элемента и взаимосвязи между физическими параметрами элементов производственной системы4

· Планировочная модель - отображает размерные связи между отдельными элементами производственной системы чаще всего в метрике эвклидова пространства.

Этап 5: Синтез производственной системы

Что это: объединение основных и вспомогательных систем и установление единой системы материальных, энергетических и информационных связей в пространстве и во времени, реализуемых впоследствии соответственно транспортной системой, системой технического обслуживания и системой управления и подготовки производства;

Схема синтеза:

· поэтапное проектирование с последовательным уточнением промежуточных проектных решений, т. е. применение интерактивной схемы, предусматривающей обратную связь;

· Каждый вариант проектного решения производственной системы формируется путем однократного прохождения всех блоков схемы.

· При многократных циклах разрабатывают несколько вариантов, причем разработка каждого последующего варианта проектного решения производится только после анализа результатов предыдущего проектного решения.

· Выбор оптимального варианта решения происходит по принятой системе критериальной оценки.

· Число разработанных вариантов зависит от уровня унификации проектных решений, сложности объекта проектирования и уровня автоматизации проектных операций.

Исходные данные для синтеза:

· математическое описание целевой задачи с указанием свойств, предъявляемых системе;

· производственные маршруты изготовления изделий с описанием всех процессов, протекающих как в основных, так и во вспомогательных подразделениях;

· ограничения на показатели системы;

· технические характеристики принятого производственного оборудования.

Этап 6: Разработка временных моделей

Этап 7: Разработка компоновочных и планировочных решений

1.2 Принципы формирования производственных подразделений

Выбор принципа формирования участков и цехов зависит от сложности выпускаемой продукции, программы выпуска и режима работы производства. В зависимости от величины номенклатуры выпускаемых деталей существуют 3 принципа:

Линейный принцип:

· Характеризуется строго определенной последовательностью выполнения операций технологического процесса в каждый момент времени.

· Чаще всего реализуется в виде автоматических поточных линий.

Предметный принцип:

· Формирование производственных подразделений на основе общности технологических маршрутов; создание механосборочных предметно-специализированных производств, где сосредоточивается все оборудование, которое необходимо для полного изготовления сборочной единицы

· Формирование участков производится в зависимости от конструктивного вида изделий, (например участок корпусных деталей, участок валов) и характеризуется использованием разнотипного основного оборудования.

· Преимущества: повышенная ответственность за выпуск качественной продукции, короткие материальные потоки, упрощается структура управления производством

Технологический принцип:

· Характеризуется выполнением однотипных операций технологического процесса и использованием однотипного технологического оборудования.

· Реализуется путем формирования специально механических и сборочных цехов, а участки создают в зависимости от вида выполняемой операции (например, участок токарный, фрезерный и т. п.)

· Преимущества: единство системы управления для всех сборочных или механообрабатывающих работ, единый уровень требований к качеству деталей и выполнения сборочных работ, упрощение структуры управления на участке благодаря специализации работ. Для выбора принципа формирования производственных подразделений можно использовать такой показатель, как степень кооперации, которую определяют исходя из среднего числа материальных связей между основным оборудованием:

где k_i -- число материальных связей, которыми i-e оборудование связано с остальным оборудованием; N -- количество основного оборудования в структурном подразделении.

Область использования рассмотренных принципов формирования структурных подразделений производственной системы показана на графике слева; на оси абсцисс отложено количество основного оборудования в структурном подразделении, на оси ординат - значение коэффициента кооперации. Пользуясь этим графиком, можно выбрать необходимый принцип формирования производственных подразделений.

1.3 Системы автоматизированного проектирования (САПР) производственных систем

Под САПР понимается инструментарий проектировщика, включающий технические средства, математическое, программное, лингвистическое, информационное, методическое и организационное обеспечение и предназначенный для автоматизации проектирования на всех этапах -- от выдачи технического задания до получения рабочей документации. В основу САПР на организационном уровне закладывается процесс автоматизированного проектирования, который можно представить в виде непрерывного итерационного процесса выполнения проектных операций.

Уровень эффективности САПР производственных систем определяется используемыми методологическими основами, упорядочением информационных потоков, сокращением взаимосвязей между проектантами путем унификации проектных решений, типизацией взаимных требований между частями проекта, использованием вариантного проектирования и критериев выбора эффективных решений. Сквозное проектирование осуществляется путем интеграции проектных операций при разработке машиностроительного производства.

Структура САПР (на рисунке):

Особенности функционирования САПР

· Решение проектных задач осуществляется за счет создания унифицированных модулей и системного подхода к проектированию.

· Непосредственная связь коллектива проектировщиков осуществляется через технические средства согласно заложенному методическому способу, что обеспечивает единство информационных потоков.

· Автоматизация предполагает передачу ЭВМ функций непосредственного управления ходом проектирования, взаимное согласование формируемого решения с показателями эффективности объекта. Проведение внутримашинного согласования возможно лишь при наличии в памяти ЭВМ комплекса моделей проектируемых объектов и организации нормативно-справочной базы данных.

· Развитие методов вариантного проектирования в условиях неполной информации, выбора оценки экономичных решений на основных этапах проектирования.

· Уточнение характеристик системы, ее состава и роли отдельных элементов при функционировании решается путем моделирования работы системы. САПР производственных систем должна в своем составе содержать подсистемы моделирования на каждом этапе проектирования.

Современные требования к проектированию характеризуются двумя направлениями:

· разработка методов и средств повышения качества и эффективности проектных решений;

· создание способов повышения производительности труда проектировщиков.

Лекция 3 Проектирование основной системы

1.4 Технологичность конструкции изделий

Технологичность конструкции изделия - совокупность свойств изделия, определяющих

- приспособленность его конструкции к достижению минимальных затрат ресурсов при производстве, ремонте и эксплуатации

- для заданных показателей качества, объема выпуска и условий его изготовления.

Основным показателем производственной технологичности изделия является себестоимость его изготовления.

Пути обеспечения технологичности:

· снижение номенклатуры изготовляемых изделий путем унификации и стандартизации;

· уменьшение числа деталей в узлах за счет их объединения;

· развитие конструктивного подобия и унификация поверхностей и комплектов поверхностей с целью типизации технологических процессов;

· проработка конструктивных форм деталей для обеспечения необходимой точности, устойчивости и жесткости

· целенаправленное конструктивное оформление единых технологических баз, позволяющих изготовить детали при минимальном числе операций;

· конструирование деталей с учетом использования при их изготовлении минимальной номенклатуры стандартного инструмента;

· конструирование сборочных единиц с учетом возможности автоматической сборки

Основные показатели технологичности:

· Коэффициент серийности k_c (определяется по таблице 1)

· Коэффициент унификации k_у (зависит от числа поверхностей изделия)

· Коэффициент точности k_т (определяется по таблице 2)

· Коэффициент использования материала k_им (зависит от массы изделия)

Комплексный показатель технологичности сборочной единицы определяют по формуле

где k_i -- значения i-го частного показателя технологичности сборочной единицы; ц_i -- коэффициент весомости i-го частного показателя технологичности сборочной единицы.

(Таблица 1)

(Таблица 2)

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.5 Организация технологического процесса. Расчет оперативного времени

Важным этапом при проектировании маршрутной технологии является выбор структуры операции по оперативному времени, от которого зависит производительность процесса изготовления изделия. В свою очередь, оперативное время t_ОП складывается из основного времени t_О и вспомогательного времени t_B, т. е.

Т_ОП = t_О + t_B (1)

Основное время затрачивается на изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя (или других физико-механических свойств) полуфабриката или на изменение его положения при сборке.

Вспомогательное время затрачивается на приемы, сопутствующие изменению качественных характеристик полуфабриката. Оно складывается из следующих составляющих: времени, затрачиваемого на съем и установку полуфабриката t_cу ; времени вспомогательного перемещения инструментов -- подводов, отводов, поворотов инструмента t_ви, времени вспомогательного перемещения полуфабриката t_вп

t_В = t_су + t_ви + t_вп (2)

При рассмотрении временных структур выполнения операции можно выделить следующие способы их реализации: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный. Рассмотрим их поподробнее

· Последовательная обработка. Она характеризуется последовательным протеканием основного и вспомогательного времени. При этом каждый режущий инструмент обрабатывает полуфабрикат последовательно по переходам, а времена, затрачиваемые на установ и съем полуфабриката, на смену, подвод и отвод инструмента, на вспомогательные перемещения полуфабриката, не совмещены между собой и с основным временем. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

T_ОП = У(t_су + t_ви + t_вп) + Уt_oi (3)

где t_oi - основное время на каждой операции.

· Последовательно-параллельная обработка. Она осуществляется параллельно-последовательным способом, вспомогательные приемы совмещены, а основные и вспомогательные приемы не совмещены, т. е. протекают последовательно во времени. Такая структура операции характерна для случая, когда ряд технологических переходов выполняется одновременно, а остальные последовательно. Основное время одновременно выполняемых нескольких переходов будет определяться по времени наиболее продолжительного перехода t_{oj max,} а вспомогательные времена на этих станках могут совмещаться. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

T_ОП = У(t_су, t_ви, t_вп)_max + Уt_oi + Уt_{oj max} (4)

· Параллельная обработка. Она характеризуется параллельным способом выполнения всех основных и вспомогательных приемов, а также их совмещением во времени. Это значит, что все инструменты и на всех позициях, если их несколько, работают одновременно, а вспомогательные процессы совмещены со временем формообразования. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

T_ОП = У(t_су, t_ви, t_вп, t_oi, Уt_{oj max})_max (5)

Производительность основного оборудования зависит не только от оперативного времени, но и от структуры штучно-калькуляционного времени:

T_шт.к. = (t_оп + t_то + t_оо + t_ен + t_пз) (6)

где t_то -- время технического обслуживания оборудования, отнесенное к одному изготовляемому изделию (время на замену, настройку и поднастройку инструмента, устранение неисправностей и т. п.), мин; t_оо -- время, затрачиваемое на организационное обслуживание основного оборудования (время на подготовку оборудования к работе, простои, связанные с несвоевременным получением полуфабриката, сбои с доставкой инструмента и т. п.), мин; t_eн -- время на отдых и естественные надобности оператора, мин; t_пз -- среднее подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку к переналадке и саму переналадку основного оборудования, мин; n -- размер партии полуфабрикатов.

В связи с отсутствием данных на начальном этапе проектирования величину размера партии запуска полуфабрикатов в первом приближении можно принять в зависимости от годового объема выпуска Nг:

Nг/100 -- для мелких полуфабрикатов;

Nг/250 -- для средних полуфабрикатов;

Nг/500 -- для крупных.

1.6 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 + б/100)

где б -- процент потерь времени (внецикловых) от оперативного времени, б = 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:

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.

1.7 Организация технологического процесса. Состав и количество основного оборудования в непоточном производстве

При выборе состава основного оборудования для непоточного производства следует в первую очередь ориентироваться на результаты расчета экономической эффективности, а также учитывать возможность встраивания его в автоматический комплекс с учетом как автоматизации его загрузки и разгрузки, так и стыковки системы управления оборудования с централизованной ЭВМ. Таким образом, в состав участков непоточного производства следует включать оборудование, отвечающее заданным требованиям для конкретных условий изготовления продукции, при использовании которого будет достигнута минимальная себестоимость изготовления. Для ориентации при выборе состава оборудования в зависимости от типа производства можно пользоваться графиком, приведенным ниже

Из графика видно, что стоимость изготовления деталей в непоточном производстве в 5...9 раз выше, чем в поточном, что объясняется в основном высокой частотой переналадок, а следовательно, и повышением времени, затрачиваемого на их проведение. Использование автоматических комплексов с ЧПУ вместо универсального оборудования позволит сократить число операторов и повысить производительность труда в 4 раза и более.

Особенность определения количества основного оборудования в непоточном производстве, характеризующегося широкой и порой нестабильной номенклатурой выпускаемых изделий, заключается в том, что в большинстве случаев невозможно разработать технологические процессы на каждое наименование изделия. В то же время для расчета количества основного оборудования необходимо знать суммарную станкоемкость обработки или машиноемкость в условиях автоматизированной сборки по операциям T_У, таким образом, количество основного оборудования:

Для расчета количества оборудования в непоточном производстве используют различные методы приведения программы выпуска изделий, сущность которых заключается в том, что суммарную станкоемкость или машиноемкость определяют для выбранных изделий-представителей в каждой группе изделий, на которые разрабатываются технологические процессы изготовления.

Первый метод. Поскольку известно значение машиноемкости в крайних интервалах (размах) и закон распределения (логарифмически нормальный), можно определить математическое ожидание машиноемкости по каждой операции и, умножив ее на число изделий, изготовляемых на данной операции, определить машиноемкость на годовую программу выпуска.

Второй метод. Трудоемкости изготовления изделий-представителей Т_Мi по типам используемого оборудования в технологическом процессе изготовления делят на массу M_i соответствующих изделий-представителей, определяют машиноемкость изготовления одного килограмма изделия, которую и принимают как среднюю для всей рассматриваемой группы.

Третий метод. Определяют общий коэффициент приведения k_np, характеризующий отношение станкоемкости (машиноемкости) изготовления приводимого изделия к станкоемкости (машиноемкости) изделия-представителя.

Четвертый метод. Проектирование экспериментальных сборочных и механических производств выполняют по условной программе, так как для них характерна нестабильность номенклатуры выпускаемых изделий. В этом случае выбирают условные изделия, на которые имеются чертежи, в таком количестве, чтобы их масса была равна массе изделий, планируемых к выпуску в данном производстве

Пятый метод. При реконструкции или техническом перевооружении действующих цехов используют способ расчета количества основного оборудования, основывающийся на наличии заводских данных о станкоемкости изготовления изделий и планируемого снижения станкоемкости за счет внедрения прогрессивной технологии и повышения уровня автоматизации проектируемого производства.

Шестой метод. На стадии предпроектного периода при технико-экономическом обосновании проекта используют укрупненный способ определения количества основного оборудования, основанный на использовании технико-экономических показателей. При этом способе в качестве исходных данных должны быть известны показатели продукции по массе, габаритным размерам, сложности, точности и соответствующие нормативные технико-экономические показатели. Последние устанавливают на основании анализа изготовления аналогичных изделий на передовых заводах страны и за рубежом, проведенного специальными отраслевыми технологическими институтами. Суммарная машиноемкость изготовления всех изделий рассчитывается по формуле:

T_У = Т_нМ_иNk_сер

где Т_н -- нормативная машиноемкость изготовления 1 т изделий, маш-ч; М_и -- масса изделия, т; N -- годовой объем выпуска данного изделия, шт.; k_сер -- коэффициент серийности (0,73 … 0,99)

1.8 Организация технологического процесса. Расчет количества основных рабочих

Выполнение ряда технологических операций, таких, как слесарные, сборочные, шабровочные работы, требуют непосредственного участия человека. Кроме того, для обеспечения работы основного оборудования необходим обслуживающий персонал, который осуществляет функции загрузки и разгрузки, управления и наладки оборудования. Таким образом, основная система становится человеко-машинной системой. Число операторов при укрупненном расчете определяется по машиноемкости годового объема работ по формуле:

где T_У -- суммарная машиноемкость изготовления изделий, ч; Ф_р -- эффективный годовой фонд времени работы оператора, ч; k_M -- коэффициент многостаночного обслуживания -- среднее число оборудования, обслуживаемого одним оператором.

Эффективный годовой фонд времени работы операторов равен разности номинального фонда и времени неизбежных потерь, вызванных простоями оборудования при планово-предупреди-тельном ремонте, и определяется по таблице:

При обслуживании одним рабочим одного станка достаточно установить одну норму (норму времени), а при многостаночной работе необходимо установление трех норм:

- нормы обслуживания для рабочего (бригады),

- нормы длительности, определяющей станкоемкость операции,

- нормы времени, определяющей трудоемкость операции.

Норма длительности в условиях многостаночной работы определится как

где q -- количество деталей, которое должно быть изготовлено за время непрерывной автоматической работы t_a; k_aн -- коэффициент использования оборудования по времени автоматической работы, необходимый для выполнения производственной программы; k_нп -- коэффициент времени нормируемых перерывов: на организационно-техническое обслуживание оборудования, подготовительно-заключительную работу, отдых и личные надобности (k_нп = 0,75 - 0,90).

Число станочников можно определить также по числу станков С_пр, т. е.

где Ф_э -- эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч; k_з -- коэффициент загрузки оборудования (при укрупненных расчетах для поточного производства k_з = 0,8; для непоточного k_з = 0,85).

Число сборщиков определяется по числу рабочих мест М_сб:

где Ф_рм -- эффективный годовой фонд времени работы рабочего места, ч; k_з ~ 0,8 -- коэффициент загрузки рабочего места; П -- плотность работы (среднее число сборщиков, одновременно работающих на одном рабочем месте).

1.9 Организация технологического процесса. Принципы построения производственных участков

Число производственных участков в цехе ориентировочно можно определить по формуле

где С_ц -- общее количество основного оборудования в цехе; С_у -- среднее количество оборудования на одном участке.

Выбор состава и количества основного оборудования на производственных участках тесно связан с распределением номенклатуры изготовляемых изделий по участкам.

· Линейный принцип - количество ОО принимается с учетом полного изготовления одного или нескольких изделий на участке..

· Технологический принцип - стремятся создавать равновеликие (по количеству основного оборудования) участки, идя в ряде случаев на создание участков с двумя (и более) различными типами станков