Проектирование машиностроительного производства

· Предметный принцип - подбор группы изделий с целью создания равновеликих участков

При создании автоматизированных участков количество основного оборудования на них целесообразно принимать в размере 6... 18 единиц. После того как будет распределена номенклатура изготовляемых изделий по участкам и определены состав и количество основного оборудования на них, переходят к построению схемы расположения основного оборудования на участках.

Типовые схемы установочных мест при линейном распо-ложении технологического оборудования (ТО) приведены на рисунке. Оптимальное значение мощности грузопотока достигается при двустороннем расположении оборудования вдоль транспортной трассы (а, б). Схемы, приведенные на рис. (в, г) используют чаще всего при реконструкции производства. При совмещении входа и выхода с участка происходит сокращение холостых пробегов межоперационного транспорта (а, в); такие схемы используют при незначительных грузопотоках (не более 3000 т в год), при больших грузопотоках используют схемы с раздельными входом и выходом (б, г).



Лекция 4 Проектирование складской системы

1.10 Принципы построения и структура складской системы

Складская система предназначена для обеспечения своевременного снабжения основного оборудования полуфабрикатами в подготовленном для транспортирования виде и хранения готовых изделий. На складах происходит преобразование грузопотоков с целью обеспечения запланированного хода производства. Количественные, геометрические и временные параметры входящих и выходящих грузопотоков на склад могут быть детерминированными, что характерно для поточного производства, или могут носить случайный характер, типичный для непоточного производства.

Цель создания и функционирования складской системы - это:

- принимать с транспортной системы грузопоток с одними параметрами,

- перерабатывать и выдавать его опять на транспортную систему с другими параметрами

- выполнять это преобразование с минимальными приведенными затратами с условием обеспечения сохранения качества.

Классификация складских систем:

По организационной структуре:	- децентрализованная (на производственных участках), - централизованная (выдача с единого склада) - комбинированная
По функциональному назначению:	- цеховой склад, - склад на производственном участке, - накопитель у основного оборудования
По виду хранящегося груза:	- склад металла и заготовок, - межоперационный склад, - склад комплектующих изделий, - склад технологической оснастки, - склад готовой продукции
По технологии работ:	- комплектовочные - склады, для тарированных грузов

Этапы технологического процесса складирования:

1. Приемка грузов	- разгрузка на приемную площадку, - проверка соответствия фактически поступивших грузов по наименованию и количеству, проверка качества грузов, - подготовка транспортной партии (установка на спутники, укладка в поддоны, в кассеты и т. д.), - перемещение грузов в отделение консервации (при необходимости), - введение сведений о поступивших грузах в ЭВМ.
2. Размещение и организация хранения грузов	- определение свободных мест хранения, - перемещение транспортной партии к соответствующей ячейке склада, - укладка на постоянные места хранения, - хранение, - введение информации в ЭВМ о расположении каждого груза
3. Комплектование и отпуск грузов	- поиск требуемого груза и удаление его из ячейки склада, - перемещение требуемых грузов в зону комплектования, - подготовка производственных комплектов, - перемещение производственных комплектов и хранение их на приемо-сдаточной секции склада, - погрузка на транспортную систему, - выдача информации о готовности к транспортированию соответствующего производственного комплекта.



1.11 Порядок проектирования автоматизированных складов.

1.12 Порядок проектирования отделения по подготовке транспортных партий

Важным этапом в технологическом процессе складирования является комплектация грузов -- совокупность операций по перемещению грузов с разных мест хранения в одно место временного накопления с целью формирования единой транспортной партии. В данное отделение включаются следующие секции:

· Отделение сборки и разборки техоснастки. Предназначается для:

- хранения оборотного запаса производственной тары,

- хранения оборотного запаса элементов универсально-сборной оснастки (УСО),

- комплектации элементов УСО и установки их на производственную тару (спутники, кассеты, поддоны) и своевременного обеспечения ею рабочих мест для установки и съема полуфабрикатов,

- разборки УСО и своевременной передачи элементов УСО на мойку и консервацию.

Численность персонала: 1 комплектовщик на 1…1,5 т груза в смену;

· Отделение установки и съема полуфабрикатов. Предназначается для:

- установки, выверки и закрепления полуфабрикатов на спутники, укладки в кассеты и в поддоны,

- своевременного обеспечения автоматизированных участков спутниками с установленными на них полуфабрикатами, кассетами или поддонами,

- снятия полуфабрикатов с технологической оснастки после изготовления

- своевременной отправки их на хранение на склад и технологической оснастки на разборку.

1.13 Порядок проектирования накопительной системы на производственных участках

Накопительная система на производственных участках предназначена для размещения в ней задела полуфабрикатов с целью обеспечения равномерной загрузки основного оборудования. Вместимость накопительной системы должна обеспечивать высокий коэффициент загрузки основного оборудования при колебаниях продолжительности выполнения операций технологического процесса и интервалов времени поступления полуфабрикатов на производственный участок. В производственном процессе накопители могут выполнять следующие функции:

· принимать изделия с предыдущего основного оборудования и не выдавать их на последующее (работа на накопление);

· выдавать полуфабрикаты на последующее основное оборудование и не принимать с предыдущего (работа на расход);

· принимать полуфабрикаты с предыдущего основного оборудования и посылать их на последующее, т. е. работать напрямую, причем прием и выдача могут осуществляться различными темпами при меняющейся производительности оборудования.

В качестве накопителей могут быть использованы межоперационная транспортная система, стеллажи, лотки, магазины, тактовые и поворотные столы, бункеры, накопительные ячейки и т. п. Операционные накопители конструктивно выполняются конвейерного или стеллажного типа сравнительно небольшой вместимости. В поточном производстве накопители практически не устанавливают между основным оборудованием, обычно их размещают в начале и в конце поточной линии, а также между участками линии. В непоточном производстве накопители чаще всего располагают после группы основного оборудования или около каждого оборудования.

1.14 Компоновочно-планировочные решения складской системы

В общем случае, компоновка склада представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Обобщенная структурно-функциональная схема склада

Подсистема приема грузов включает следующие элементы:

· секции разгрузки Р;

· секции временного хранения ВХ1;

· секции сортировки и раскладки грузов в складскую тару С;

· необходимые транспортные средства;

Подсистема хранения принятых грузов включает:

· зону хранения Х;

· накопитель грузов Н1 на входе;

· накопитель Н2 на выходе из подсистемы с штабелерами, стеллажами и другими элементами для хранения и перемещения грузов.

Подсистема выдачи грузов на внешний транспорт включает:

· соответствующие подъемно-транспортные средства;

· секции отбора и упаковки грузов;

- ОТ для выдачи;

- комплектации заказов К;

- временного хранения перед отправкой ВХ2;

· секцию погрузки на внешний транспорт П.

Общая площадь, занимаемая складской системой, определяется по формуле

F_о.с = F_ск + F_п.с + F_о + F_у.с + F_н

где F_ск -- площадь, занимаемая автоматизированным складом в цехе и на производственных участках; F_п.с -- площадь, занимаемая приемо-сдаточными секциями; F_о -- площадь, занимаемая отделением сборки и разборки технологической оснастки; F_у.с -- площадь занимаемая отделением установки и съема полуфабрикатов; F_н -- площадь, занимаемая накопителями. По признаку направления материальных потоков относительно зон хранения к зонам изготовления изделий различают следующие виды планировочных решений:

· радиальные,

· линейные,

· Т-образные,

· замкнутые (кольцевые),

· вертикальные

· комбинированные.

Радиальная планировка предусматривает передачу полуфабриката от склада, расположенного на производственном участке или в цехе, к оборудованию, находящемуся вокруг зоны хранения. Подобные решения целесообразно использовать в производственных системах, имеющих раздельные входные и выходные материальные потоки.

Линейная планировка характеризуется расположением основного оборудования вдоль зоны хранения. Планировку такого типа используют при незначительном количестве основного оборудования и ограниченных площадях, что характерно для условий реконструкции производства. Перемещение грузов вдоль линии станков для изготовления деталей осуществляется краном-штабелером, который производит обмен полуфабрикатов между складом и накопителем

При Т-образной планировке одна или несколько трасс транспортных средств перпендикулярны к зоне хранения. Такой тип планировки позволяет рационально использовать производственную площадь, без значительных затрат наращивать производственную мощность за счет удлинения или увеличения числа линий. На рис. (а) приведен пример решения такого типа планировки.

Кольцевой тип планировки характерен замкнутой трассой движения транспортных средств и расположением зоны хранения вдоль этой трассы. Такой тип планировки часто применяют при использовании нескольких транспортных средств на одной трассе. Пример данного планировочного решения приведен на рис. (б), где зона хранения 3 вытянута по отношению к транспортной трассе, по которой движутся робокары 2, доставляющие полуфабрикаты к накопителям 4, распо-ложенным у основного оборудования 1.

В вертикальных планировках зоны хранения и транспор¬тирования расположены на разных уровнях с вертикальной передачей грузов от склада к основному оборудованию, что позволяет экономить производственную площадь.

Комбинированные планировочные решения позволяют обеспечить максимальную гибкость, минимальные транспортные грузопотоки и компактность при разнообразном расположении производственного оборудования.



Лекция 5 Проектирование системы инструментообеспечения и метрологического обеспечения производства

1.15 Функции и структура системы инструментообеспечения

Эффективное использование технологических возможностей основного оборудования во многом зависит от системы инструментального обеспечения (СИО). СИО предназначена для обслуживания всего основного оборудования цеха заранее подготовленными инструментами, а также контроля за его правильной эксплуатацией.

Исходя из назначения системы инструментообеспечения, можно сформулировать функции, которые она должна выполнять:

· организация транспортирования инструментов внутри СИО;

· анализ расхода инструмента;

· хранение инструментов и их составных элементов на складе;

· настройка инструментов, восстановление и очистка инструментов;

· сборка и демонтаж инструментов;

· контроль перемещений и положения инструментов, состояния их режущих кромок

Для поточного производства, где применяются многорезцовые, многосуппортные автоматы и многошпиндельные сверлильные головки, используют инструментальные наладки параллельного действия. В этих случаях заготовка обрабатывается большим числом режущих инструментов, поэтому сокращается машинное время обработки, повышается производительность, но снижается гибкость оборудования.

Режущий инструмент для непоточного производства, где используются станки с ЧПУ, на которых обрабатываются заготовки сложных деталей широкой номенклатуры, должен обладать универсальностью, позволяющей вести обработку за один автоматический цикл.

Система инструментообеспечения цеха является составным элементом в инструментальном хозяйстве завода. В инструментальное хозяйство завода помимо нее входят: инструментальный цех, общезаводской центральный инструментальный склад (ЦИС) и центральный абразивный склад (НАС), общезаводские планирующие органы по обеспечению нормальной производственной деятельности завода всеми видами оснастки. Общее руководство всем инструментальным хозяйством завода осуществляет инструментальный отдел.

Структура системы инструментообеспечения цеха представлена на рисунке

1.16 Проектирования отделения сборки и настройки инструмента

Особенности проектирования

· Отделение сборки и настройки инструментов предназначено для сборки и настройки комплектов инструментов, а также передачи настроенного инструмента в отделение обслуживания инструментом производственных участков

· Для эффективной работы СИО отдельных ГПС и цеха в целом создают библиотеку инструментальных данных и используют кодированный инструмент.

· Для настройки режущих инструментов для станков токарной группы в настоящее время используются специальные высокоточные приборы

· Укрупненный расчет приборов для настройки ведется по зависимостям:

- для токарных станков N_п = 0,07N_c;

- для многоцелевых станков с магазином на 20 инструментов Nр = 0,05N_c; 50 --0,1N_c; > 50 -- 0,2N_c.

· Укрупненно число слесарей-инструментальщиков по настройке может быть принято из расчета: один настройщик для 15--25 станков с ЧПУ или 5--8 многоцелевых станков)

· Средний норматив площади отделения по сборке и настройке инструментов принимается равным 0,5…1,5 м² на каждый станок основного производства

1.17 Проектирование отделений инструментообеспечения производственных участков

Отделение обслуживания инструментами предназначено для своевременного обеспечения производственных участков настроенными инструментами в соответствии с производственной программой. В состав отделения входит

- секция хранения и комплектации инструмента и технической документации,

- секция доставки инструмента к рабочим местам (позициям)

- секция разборки отработавшего инструмента.

Способы доставки режущих инструментов:

· поштучно (автоматизированная поштучная подача из центрального инструментального магазина, расположенного над станками)

· блоками и комплектами (инструмент устанавливается в специальных револьверных резцедержателях с помощью специальных промежуточных оправок)

· инструментальными магазинами (применение инструментального магазина такой вместимости, чтобы инструментов хватало на несколько установов заготовок/введение сменных инструментальных магазинов, исходя из возможности обработки одного наименования детали с использованием одного магазина).

Способы организации замены инструментов:

· замена инструмента по отказам (каждый отказавший инструмент заменяют по мере выхода его из строя через случайный период времени безотказной работы)

· смешанная замена (инструмент заменяется принудительно через определенный промежуток времени; инструмент, вышедший из строя раньше заменяют по отказу)

· смешанно-групповая замена (группу инструментов, заменяют одновременно по мере достижения ими периода Т, независимо от времени работы каждого инструмента).

Укрупненно число слесарей-инструментальщиков по разборке инструмента при технологическом проектировании составляет 40% числа слесарей-инструментальщиков по настройке инструмента, а число комплектовщиков инструмента -- 50% от числа слесарей-инструментальщиков по настройке инструмента

Средний норматив площади отделения по обслуживанию инструментов принимается равным 4…8 м² на каждый станок основного производства.



1.18 Проектирование отделений восстановления и ремонта инструментов

Отделение по восстановлению режущего инструмента организуется для централизованной повторной заточки и текущего ремонта режущих инструментов, используемых в цехе. Отделения по восстановлению режущих инструментов следует располагать так, чтобы инструментальные потоки были как можно короче, для чего их размещают в непосредственной близости друг от друга.

Основные направления восстановления инструментов:

- применение электрохимической заточки алмазными кругами

- использование многониточных кругов для шлифования метчиков,

- применение электроимпульсных станков для обработки закаленных элементов

- использование установок для на¬пыления износостойких покрытий

Число универсальных заточных станков в отделении (% числа обслуживаемых станков) принимают: в поточном производстве 3...5, в непоточном -- 3...4.

Число основных рабочих в отделении по восстановлению инструментов определяют по числу станков с учетом сменности работы, т. е. двое рабочих на один станок при работе в две смены.

1.19 Основные направления автоматизации контрольных операций

Контрольные операции необходимы для определения с требуемой точностью параметров качества изготовляемых изделий, с тем чтобы обеспечить выпуск годной продукции и получать информацию о ходе технологического процесса.

Назначение системы контроля качества:

· проведение приемочного и операционного контроля качества изделий с проверкой соответствия чертежам и техническим требованиям;

· выдача информации по результатам контроля качества изделий;

· хранение информации об изготовляемых изделиях (их конфигурации, технических требованиях, результатах выполнения контрольных операций и т. д.);

· проведение настройки контрольно-измерительных устройств и выполнение правил их эксплуатации.

Виды системы контроля качества

В зависимости от решаемой задачи	- приемочный, - профилактический - прогнозирующий;
В зависимости от взаимодействия с изделием	- активный (прямой и косвенный) - пассивный (после каждой операции технологического процесса или ряда операций);
В зависимости от вида измерительной информации	- параметрический (количественный и допусковый) - функциональный;
В зависимости от конструктивного решения	- внутренний (самоконтроль) - внешний;
В зависимости от реализации во времени	- непрерывный (в процессе изготовления изделия) - периодический (тестовый).

В условиях автоматизированного производства на первый план выдвигаются задачи автоматизации контрольных операций путем использования автоматических устройств различных типов, позволяющих снизить трудоемкость контроля и повысить его качество. Классификация контрольных устройств, используемых в механосборочном производстве, приведена на рисунке ниже.

Виды неразрушающего контроля:

· акустический (анализ параметров упругих колебаний в контролируемом объекте);

· магнитный (магнитные поля рассеяния, обусловленные имеющимися дефектами);

· оптический, (взаимодействия оптического излучения с объектом контроля);

· проникающий (проникающие вещества в полости дефектов контролируемого объекта);

· радиационный (регистрирующий и анализирующий дозировку проникающего ионизирующего излучения после его взаимодействия с объектом контроля);

· тепловой (регистрирующий параметры тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами).

Производственные процессы изготовления продукции требуют в ряде случаев контроля параметров качества не только в статике, но и в динамике, для чего в цехах создают испытательные станции и отделения. Испытания подразделяют на производственные и экспериментальные.

Производственные испытания обычно входят в технологический процесс изготовления изделий и выполняются за два периода: испытание вхолостую и испытание под нагрузкой. Эти периоды неразрывно связаны между собой, поэтому испытания вхолостую и под нагрузкой часто проводят на одном испытательном стенде последовательно. Испытания на холостом ходу обычно проходят все изготовляемые изделия.

Экспериментальные испытания изделий не связаны с выполнением непосредственно программы цеха и производятся обычно в экспериментальных цехах завода.

1.20 Структура системы контроля качества изделий.



1.21 Основные параметры и планировочные решения систем контроля качества изделий

В качестве автоматических контрольных средств в автоматизированном поточном производстве применяют контрольно-сортировочные автоматы (КСА), а в ГПС -- контрольно-измерительные машины (КИМ).

Контрольно-сортировочные автоматы - устройства для автоматического контроля и сортировки деталей в зависимости от их размеров, формы или массы. В этих автоматах измерительная база выполнена идентично геометрическим параметрам измеряемого изделия, и автомат настраивают по установочному эталону или образцу.

Контрольно-измерительные машины - устройство контроля качества изделия, при котором геометрические параметры изделия определяются относительно этой измерительной базы через координатную систему измерительной машины. В КИМ относительная база может быть введена в обработку данных измерений на ЭВМ, что позволяет одновременно оценивать различные параметры, вводя различные относительные базы.

Требования к КИМ в массовом производстве:

· надежность и простота обслуживания,

· доступность рабочей зоны,

· высокая точность измерения,

· автоматизированный метод измерения и управление процессом с помощью ЭВМ.

Число КП можно определить следующим образом. В производстве, как правило, первая деталь, а затем каждая m-я (обычно т=10) проходят контроль. При этом если маршрут изготовления детали предусматривает обработку на нескольких станках, то обычно контроль выполняют после обработки на каждом из них. Исходя из этих соображений, укрупненное число КП (округленное до целого большого) определяют по формуле:

n_k =

Здесь N -- число деталей, обрабатываемых в цехе или на участке за год (годовая программа); Ф_э -- эффективный годовой фонд времени работы КП, ч.

Укрупненно площадь стандартных КП принимают равной 6 м²

Укрупненно численность контролеров можно определить следующим образом: в непоточном производстве 7...10%, в поточном 5...7% от числа основных станков. Применение автоматизированных средств контроля несомненно уменьшает потребность в контролерах, поэтому принятое число контролеров необходимо корректировать. Число работников технического контроля подсчитывают по каждому цеху, но в состав работающих в цехе не включают.

Собранные изделия в ряде случаев должны подвергаться испытаниям, цель которых -- установить, правильно ли взаимодействуют его части, согласована ли работа отдельных механизмов, и определить значения отдельных параметров качества в динамике. Эти испытания проводят в испытательных отделениях на специальных испытательных стендах. Состав и количество оборудования в испытательных отделениях определяют исходя из технологического процесса испытаний. Число рабочих, необходимое для проведения испытаний, определяют в зависимости от времени и объема испытаний, а также используемых средств автоматизации испытаний. Испытательные отделения должны иметь надежную систему вентиляции, обеспечивающую охлаждение помещения (когда при испытании выделяется много тепла), удаление проникающих в помещение продуктов сгорания, паров топлива и т. п.



Лекция 6 Проектирование транспортной системы и системы технического обслуживания производства

1.22 Назначение и классификация транспортных систем.

Эффективность производственного процесса во многом зависит от способа реализации транспортирования, поскольку транспортные операции являются непосредственным выражением связей между отдельными этапами технологического процесса. Транспортная система должна своевременно и в требуемой последовательности обеспечить выполнение всех запросов основного оборудования, накопителей и склада в необходимых заготовках, полуфабрикатах и готовых изделиях. Назначение транспортной системы состоит в следующем:

· доставка со склада грузов в требуемый момент времени к требуемому производственному участку;

· доставка, ориентирование и установка заготовок, полуфабрикатов или изделий в требуемый момент времени на требуемое основное оборудование;

· съем полуфабрикатов или готовых изделий с оборудования и последующее транспортирование их к месту назначения;

· отправка грузов в накопитель и выдача их из накопителя в требуемый момент времени;

· доставка полуфабрикатов или готовых изделий с производственных участков на склад.

При выборе способа транспортирования и элементов транспортной системы следует ориентироваться на приведенную ниже классификацию грузов и транспортных систем.

Классификация производственных грузов:

По виду транспортной партии	- однопредметные, - многопредметные (одного наименования) - многопредметные (многих наименования)
По массе	- легкие - средние - тяжелые	По габаритным размерам	- мелкие - средние - крупные
По форме деталей	- типа вала - дискообразные - корпусные - плоские - типа рычагов	По свойствам материала	- твердые - хрупкие - пластичные - магнитные
По способу транспортирования	- без тары - в таре (навалом) - в таре (ориентированные)

Создание единой транспортной системы машиностроительного производства позволяет выполнять ориентирование в пространстве заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей в процессе их транспортирования между рабочими местами (позициями) на механических участках, вплоть до рабочих мест (позиций) на сборочных участках. Это приводит к сокращению транспортных операций по дополнительному ориентированию заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей, что в итоге снижает трудоемкость и себестоимость транспортирования.

Классификация транспортных систем:

По назначению	- внутрицеховые - межоперационные	По способу транспортирования	- без тары - в таре (навалом) - в таре (ориентированные)
По принципу движения	- периодические - непрерывные	По направлению движения	- однонаправленные - разнонаправленные
По уровню расположения	- напольные - эстакадные - подвесные	По принципу работы	- несущие - толкающие - тянущие
По схеме движения	- линейные (неветвящиеся) - линейные (ветвящиеся) - замкнутые
По принципу маршрутослежения	- механические - на приборах с зарядной связью - оптоэлектронные - управляемые (по радио, по лучу) - с наведением по маякам

Основные направления проектирования транспортной системы:

· сокращение объема подъемно-транспортных операций, что приведет к снижению трудозатрат при заданном объеме работ;

· Применение автоматизированных транспортных средств на производственных участках и в цехе с управлением от ЭВМ;

· Рациональная компоновка структурных подразделений цеха и планировки оборудования на нем поможет значительно сократить объем транспортных работ;

· Типизация технологических процессов транспортирования и транспортных средств позволит применить наиболее эффективные процессы и установить наиболее рациональный типаж оборудования и оснастки, упорядочить разработку технологических процессов транспортирования, а также сократить сроки доставки и затраты на проектирование и обслуживание транспортной системы. Учет перечисленных направлений с детально проработанными вопросами технологии изготовления, организации производства, компоновки цеха и планировки оборудования позволит резко уменьшить грузопотоки и таким образом упростить транспортную систему и повысить ее надежность

1.23 Проектирование материальных потоков и техпроцесса транспортирования.

Этапы построения схемы материальных потоков:

1. За основу проектирования транспортной системы принимают схему материальных связей машиностроительного производства, на которой указывают грузопотоки между основным оборудованием, накопителями, производственными подразделениями.

2. Необходимо выявить потребность в основных и вспомогательных материалах, заготовках, полуфабрикатах и изделиях в тоннах на всю программу выпуска для каждого производственного участка, а также программу выпуска полуфабрикатов, готовых изделий в тоннах с каждого производственного участка.

3. Схема материальных потоков служит базой для разработки технологических процессов транспортных работ, а также выбора вида, числа и основных технических параметров средств транспортирования. При проектировании выполняют несколько вариантов схем материальных потоков и выбирают оптимальный.

Пример схемы материальных связей сборочного цеха приведен на рисунке ниже.

Схема материальных связей сборочного цеха: 1 -- склад готовых деталей; 2 -- участок подправки и окраски корпусных деталей; 3 -- участок сборки комплектов и узлов; 4 -- участок сборки машин; 5 -- участок испытания и отладки машин; 6 -- участок окраски машин; 7 -- краскоприготовительный участок; 8 -- участок комплектования и упаковки;	Грузопотоки: Д -- отдельных деталей; У -- собранных узлов; К -- собранных комплектов; М -- собранных машин

Требования, предъявляемые к оптимальной транспортно-технологической схеме:

· минимальное число действительно необходимых операций, минимальные расстояния транспортирования и число транспортных перемещений грузов;

· автоматизация каждой операции и всего процесса транспортирования;

· максимально возможное совмещение транспортных операций с операциями изготовления изделий;

· использование для автоматизации процессов прогрессивных высокопроизводительных средств, однотипность средств автоматизации процессов транспортирования ;

· малое число пересечений и разветвлений;

· требования охраны труда;

· экономическая эффективность и ремонтопригодность.

Блок-схема выбора оптимальной транспортной системы с учетом габаритных и массовых характеристик грузов, а также производственной программы и состава производственного оборудования приведена на рисунке ниже



1.24 Проектирование межоперационных транспортных систем. Промышленные роботы

В качестве транспортно-загрузочных устройств в автоматизированном производстве широкое распространение получили промышленные роботы и манипуляторы. Промышленный робот -- это перепрограммируемый автоматический манипулятор промышленного применения.

Характерные признаки промышленного робота:

- автоматическое управление;

- способность к быстрому и относительно легкому перепрограммированию,

- способность к выполнению трудовых действий.

С помощью роботов можно объединять оборудование в производственные комплексы, обеспечивающие гибкую структуру производственных процессов в широком диапазоне серийности производства. Промышленные роботы зарекомендовали себя как гибкие автоматизированные средства реализации внутрицеховых и межоперационных материальных связей, обладающие целым рядом преимуществ по сравнению с другими устройствами:

- малые габаритные размеры подвижного органа,

- большой диапазон регулирования скорости перемещения,

- автоматические перемещения,

- автономность.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) - автономно действующая совокупность средств производства, включающая набор основного и вспомогательного оборудования с наличием промышленного робота, выполняющего технологические, вспомогательные операции, а также обеспечивающую полностью автоматизированный цикл работы внутри комплекса и его связь с входными и выходными потоками остального производства.

Роботизированные технологические комплексы, используемые в машиностроительном производстве, можно классифицировать по трем основным признакам:

· Функциональный признак определяет характер функций, выполняемых промышленным роботом в составе комплекса. По функциональному назначению роботы делятся на:

- промышленные роботы, выполняющие операции технологического процесса (сборка, окраска, сварка и т. д.);

- многофункциональные роботы, выполняющие операции транспортирования в производственном процессе (загрузка и разгрузка станков, перемещение между оборудованием и т. д.) и одновременно технологические и транспортные операции.

· Структурный признак характеризует тип структуры комплекса (взаимодействие промышленного робота и основного оборудования внутри комплекса). По структурному признаку различают следующие РТК (рисунок 1):

- однопозиционные -- модули «станок -- робот», «сборочный стенд -- робот» и т. д., включающие один робот в комплекте с единицей основного оборудования (а),

- однопозиционные групповые, включающие один робот, обслуживающий группу основного оборудования (б);

- многопозиционные, включающие группу роботов, выполняющих взаимосвязанные или взаимно дополняющие функции (в).

Рисунок 1

· Планировочный признак определяет пространственное расположение оборудования. Используются 5 типовых схем (рис. 2):

- Схема РТК. 1 включает комплексы, характеризуемые линейным расположением технологического и вспомогательного оборудования (а). Этот тип планировки комплексов создается на базе роботов, работающих в декартовой системе координат.

- Схема РТК.2 характеризуется линейно-параллельным расположением основного и вспомогательного оборудования (б). Создается на базе роботов портального типа с плечелоктевой конструкцией манипулятора.

- Схема РТК.3 включает комплексы, созданные на базе роботов, работающих в цилиндрической системе координат с горизонтальной осью вращения («качением» манипулятора) (в).

Рис. 2

- Схема РТК.4 создается на базе роботов, работающих в цилиндрической системе координат, и характеризуется круговым расположением основного и вспомогательного оборудования (г).

- Схема РТК.5 создается на базе роботов, работающих в сферической системе координат (д). Так как в данный тип схемы входят роботы, имеющие широкие функциональные возможности (до шести степеней подвижности), комплексы используются при групповом обслуживании разнотипного по схемам загрузки оборудования, а также при выполнении окрасочных и других работ.

В автоматизированном машиностроительном производстве широкое применение для транспортирования деталей и собираемых изделий нашли конвейерные системы, позволяющие обслуживать интенсивные материальные потоки. Так например, широкое использование для поточного и непоточного сборочного и механообрабатывающего производств нашли транспортные системы из роликовых конвейеров, применяемые как для перемещения полуфабрикатов, так и для их хранения. Так же в машиностроительном производстве возможно комбинированное применение непрерывного и периодического транспорта при условии расположения в местах их стыковки буферных накопителей. В качестве накопителей могут быть использованы собственно транспортные средства, специальные накопительные устройства или производственная тара.

1.25 Техническое обслуживание машиностроительного производства

Эффективная эксплуатация машиностроительных производств в значительной мере определяется надежностью и ремонтопригодностью оборудования, а также обеспечением необходимых условий его функционирования. Для выполнения указанных функций служит система технического обслуживания.

Выполнение задач, возлагаемых на систему технического обслуживания, обеспечивается следующими подразделениями производственной системы: секцией энергопитания, цеховой ремонтной базой (ЦРБ), отделением по удалению и переработке стружки, участком для приготовления и раздачи СОЖ и масел, отделением очистки и регенерации СОЖ, вентиляционной секцией и кладовой вспомогательных материалов.

Выполнение задач, возлагаемых на систему технического обслуживания, обеспечивается следующими подразделениями производственной системы: секцией энергопитания, цеховой ремонтной базой (ЦРБ), отделением по удалению и переработке стружки, участком для приготовления и раздачи СОЖ и масел, отделением очистки и регенерации СОЖ, вентиляционной секцией и кладовой вспомогательных материалов. Далее рассмотрим каждое позразделение подробнее.

· Подсекция электропитания предназначена для приема электроэнергии от цеховых электрокабелей и распределения ее по производственным подразделениям. Различают следующие разновидности электроэнергии:

- силовая (используемая для приведения в действие приводов производственного оборудования)

- нагревательная (для термической обработки, сушки, мойки, отопления, горячего водоснабжения, кондиционирования воздуха);

- осветительная (для освещения производственных и вспомогательных помещений).

Трансформаторная подстанция с распределительным пунктом мощностью 500 и 1000 кВт занимает в среднем 24 м².

· Подсекция питания сжатым воздухом и паром. Сжатый воздух, являющийся энергоносителем, используется в производственном процессе для зажима деталей на спутниках, в приспособлениях, в устройствах пневмоавтоматики, для обдува деталей, инструмента и т. д. Пар расходуется на технологические нужды, такие, как подогрев охлаждающих жидкостей при их приготовлении и воды в моечных машинах, сушильных камерах, для отопления и др. Компрессорная подстанция с распределительным пунктом занимает в среднем 30-50 м², парогенераторная подстанция (при отсутствии собственной котельной) 20-40 м².

· Отделение по удалению и переработке стружки. Процесс стружкоудаления состоит из следующих этапов: удаление стружки из зоны резания, удаление стружки со станка, удаление стружки от группы станков, сбор стружки и ее переработка. При выборе средств удаления стружки учитывают нормы количества стружки, получаемой от одного типа станков. Площадь участка переработки стружки составляет 20-50 м²

· Система обеспечения СОЖ основного оборудования. Данная подсистема обеспечивает основное оборудование СОЖ и выполняет следующие функции:

- приготовление СОЖ

- подача СОЖ к основному оборудованию и отвод отработанной СОЖ

- очистка и регенерация СОЖ

Площадь помещения для хранения и приготовления СОЖ и масел принимается равной 30...40 м², площадь склада масел составляет 10...20 м², а количество смазчиков определяется из расчета -- 1 смазчик на 120...150 единиц оборудования

· Вентиляционная секция. Обеспечивает микроклимат и чистоту воздушной среды цеха. Может применяться:

- как обычная вентиляция для обмена воздуха и удаления пыли из конторских и производственных помещений;

- в отделениях восстановления инструментов, полирования деталей и т. п.;

- для удаления абразивной пыли из зоны шлифования;

- в сборочных цехах для централизованного отсоса и удаления пыли и грязи с деталей и узлов в процессе сборки изделия;

- в механических цехах для отсоса пыли и грязи, а также для удаления мелкой стружки от металлорежущих станков.

Общая площадь вентиляционной камеры составляет примерно 0,05...0,07 производственной площади цеха.

· Кладовая вспомогательных материалов. В ней хранят обтирочные и хозяйственные материалы. Площадь ее определяется из расчета 0,1 м² на единицу производственного оборудования или одного рабочего (для сборки).

1.26 Ремонтное обслуживание машиностроительного производства

Наиболее важным эксплуатационным показателем является надежность. Остальные эксплуатационные показатели работы оборудования (производительность, класс точности, степень механизации и автоматизации и т. д.) без обеспечения надлежащей надежности не имеют значения.

Надежность -- свойство изделия выполнять заданные функции,

- сохраняя эксплуатационные показатели в заданных назначением пределах

- в течение требуемых промежутков времени.

Надежность оборудования определяется его:

- работоспособностью (состояние оборудования, при котором параметры изготовляемых изделий соответствуют требованиям технической документации),

- долговечностью (свойство оборудования сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами на техническое обслуживание и ремонт)

- ремонтопригодностью (приспособлении оборудования к предупреждению, обнаружению и устранению отказов и неисправностей путем проведения технического обслуживания и ремонтов).

Виды надежности:

· Функциональная - надежность срабатывания механизмов и устройств оборудования в соответствии с заданной функцией;

· Параметрическая - соответствие качеству обработки заготовок или сборки изделий параметрам, заданным в технической документации.

· Структурная - определяется компоновочными решениями, реализованными в оборудовании.

Система ремонтного обслуживания предусматривает совокупность взаимосвязанных средств, документации ремонтного обслуживания, ремонтных работ и исполнителей, необходимую для поддержания и восстановления функционирования элементов, входящих в производственную систему. На ремонтную службу возлагают следующие функции:

· надзор и уход за действующим оборудованием с целью предупреждения поломок,

· своевременный (плановый предупредительный) ремонт оборудования,

· оперативный (внеплановый) ремонт оборудования.

Основные направления в организации ремонта:

· изготовление деталей для ремонта заранее,

· введение системы планового предупредительного ремонта (ППР)

· использование систем диагностики состояния систем оборудования;

· автоматизация ремонтных работ с использованием промышленных роботов.

Виды ремонтного обслуживания:

· Плановый предупредительный ремонт. Предусматривает ремонт в заранее установленные сроки, что повышает срок службы оборудования и сокращает время ремонта. Плановый ремонт оборудования выполняют через установленное нормами число часов, отработанное оборудованием, или по достижении установленного нормами его технического состояния. По видам плановый ремонт бывает:

- Текущий ремонт (TP) -- плановый ремонт, выполняемый с целью гарантированного обеспечения работоспособности оборудования в течение установленного времени

- Капитальный ремонт (КР) - плановый ремонт, выполняемый с целью восстановления работоспособности оборудования после определенного периода использования

· Внеплановый (оперативный) ремонт. Выполняется по потребностям; к нему относят аварийный ремонт, ремонт, вызванный дефектами конструкции или изготовления оборудования, а также дефектами и нарушениями правил технической эксплуатации.

Для обеспечения процессов технического и ремонтного обслуживания станков основного производства создается цеховое ремонтное бюро (ЦРБ). В укрупненных расчетах количество оборудования в ЦРБ принимается по нормам в зависимости от числа обслуживаемого оборудования (2...6%). Количество рабочих в ЦРБ принимается равным количеству станков, плюс 1-2 электрика.

Плановая подготовка оборудования обеспечивает бесперебойный выпуск продукции требуемого качества. Она осуществляется наладчиками, число которых определяется по следующим нормам: один наладчик на:

4...6 токарных полуавтоматов; 8...12 агрегатных станков; 6...10 зубообрабатывающих станков;	3...6 многоцелевых станков; 5...8 сборочных автоматов и полуавтоматов; 4...6 сборочных центров с ЧПУ.

При расчете площади, занимаемой ремонтным персоналом, исходят из следующих норм: для одного слесаря-ремонтника -- 10м², электрика -- 7 м², наладчика системы ЧПУ -- 6 м².



Лекция 7 Проектирование системы управления и подготовки производства

1.27 Методика построения системы управления производством

Основная задача системы управления и подготовки производства заключается в:

- непрерывном контроле состояния производственного процесса и воздействии на него в случае возникших отклонений от запланированного хода производства,

- разработке технологической и плановой документации и подготовке техоснастки,

- обеспечении необходимыми материалами, полуфабрикатами, комплектующими изделиями,

- проведении организационных мероприятий по подготовке производственного процесса.

Эффективность работы машиностроительного производства в значительной степени определяется степенью и уровнем развития вертикального разделения управленческого труда, т. е. организации труда руководителей по координации деятельности структурных подразделений и исполнителей. Принцип действия процесса управления на предприятии представлен на рис. 1

Рисунок 1.



В зависимости от функциональной роли в процессе управления производством выделяют руководителей, специалистов и вспомогательный персонал.

· Труд руководителей представляет собой наиболее высокую ступень управления. Они принимают решения по важнейшим вопросам деятельности предприятия, направляют и координируют работу низших звеньев.

· Специалисты выполняют функции по подготовке и реализации управленческих решений. В их деятельности сочетаются функции управления и исполнения.

· Вспомогательный персонал (технические исполнители) осуществляют информационное обслуживание системы управления.

Лиц, занятых управленческой деятельностью, классифицируют и по другим признакам, в частности по составу и профилю возглавляемых ими коллективов, уровню и месту, занимаемому в системе управления. По данному признаку руководители могут быть высшего, среднего и низшего уровней. Такое вертикальное развертывание разделения труда и образует уровни управления (рис. 2). Форма пирамиды показывает, что на каждом верхнем уровне управления находится меньше управленческого персонала, чем на предыдущем

Рисунок 2………………………..Рисунок 3

Классификация управленческого персонала по уровню управления:

· Высший уровень управления предприятием

Кто: председатель Совета директоров, президент, генеральный директор.

Что делают: - обеспечивают интересы и потребности владельцев акций,

- вырабатывают политику предприятия и способствуют ее практической реализации.

· Руководители среднего уровня

Кто: руководители отделов, начальники цехов, лабораторий и т. п.

Что делают: - обеспечивают реализацию политики функционирования предприятия,

разработанной высшим руководством,

- отвечают за доведение более детальных заданий до подразделений и отделов, а также за их выполнение

- имеют, широкий круг обязанностей и обладают большой свободой принятия решений.

· Низший уровень управления

Кто: мастера, бригадиры, контролеры и другие администраторы

Что делают: - управляют непосредственно рабочими и другим не руководящим

персоналом.

- ответственны за доведение конкретных заданий до непосредственных исполнителей.

Соотношение затрат времени на выполнение основных функций производственного менеджмента различаются по уровням управления (рис. 3). Следует отметить, что на всех уровнях управления руководители выполняют не только чисто управленческие, но и исполнительские функции, однако с повышением уровня руководства удельный вес исполнительских функций и заданий по специальности понижается, а по менеджменту возрастает.

Основополагающие принципы управления.

· принцип оптимального сочетания централизации и децентрализации в управлении;

· единоначалие и коллегиальность в управлении;

· принцип научной обоснованности, предполагающий научное предвидение, планируемые во времени социально-экономические преобразования на предприятии;

· принцип плановости, устанавливающий основные направления и пропорции развития производства;

· принцип сочетания прав, обязанностей и ответственности, предусматривающий выполнение каждым подчиненным своих задач и периодический отчет об их выполнении;

· принцип иерархичности и обратной связи, заключающийся в создании многоступенчатой структуры управления, предусматривающий наличие двусторонних коммуникаций от начальника к подчиненным;

· принцип частной автономии и свободы, предполагающий, что все инициативы исходят от свободно действующих субъектов, выполняющих управленческие функции по своему желанию в рамках действующего законодательства;

· принцип мотивации, предусматривающий систему поощрений и наказаний;

· принцип демократизации управления, т. е. участия в управлении предприятием всех работников.



Типы организационных структур:

1. Линейная организационная структура управления
Смысл: во главе каждого структурного подразделения находится руководитель, наделенный всеми полномочиями, осуществляющий единоличное руководство подчиненными ему работниками и сосредоточивающий в своих руках все функции управления. Система управления предприятием строится по производственному признаку
Преимущества: - единство и четкость распорядительства, - согласованность действий исполнителей, - простота управления (один канал связи), - четко выраженная ответственность, - оперативность в принятии решений, - личная ответственность руководителя за конечные результаты деятельности своего подразделения.	Недостатки: - высокие требования к квалификации руководителя, - отсутствие звеньев по планированию и подготовке решений; - перегрузка информацией, - множество контактов с подчиненными и вышестоящими подразделениями; - концентрация власти.

2. Функциональная организационная структура управления
Смысл: организовывается совокупностью подразделений, специализированных на выполнении конкретных видов работ, необходимых для принятия решений в системе линейного управления. На предприятии специалисты одного профиля объединяются в специализированные структурные подразделения
Преимущества: - высокая компетентность специалистов, отвечающих за осуществление конкретных функций; - освобождение линейных менеджеров от решения ряда специальных вопросов; - стандартизация, формализация и программирование процессов в условиях автоматизированного управления; - исключение дублирования и параллелизма в выполнении управленческих функций; - уменьшение потребностей в специалистах широкого профиля.	Недостатки: - чрезмерная заинтересованность в реализации целей и задач «своих» подразделений; - трудности в поддержании постоянных взаимосвязей между различными функциональными службами - длительность процедур принятия решений; - относительно застывшая организационная форма, трудно реагирующая на изменения условий производства

3. Линейно-функциональная организационная структура управления
Смысл: При такой структуре всю полноту власти берет на себя линейный руководитель. При разработке конкретных вопросов и подготовке соответствующих решений ему помогает специальный аппарат, состоящий из функциональных подразделений. В данном случае функциональные подразделения находятся в подчинении главного линейного руководителя.
Преимущества: - глубокая проработка управленческих решений путем использования специалистов; - освобождение главного линейного менеджера от глубокого анализа проблем; - возможность привлечения консультантов и экспертов.	Недостатки: - отсутствие тесных взаимосвязей и взаимодействия на горизонтальном уровне между производственными подразделениями; - недостаточно четкая ответственность, - чрезмерно развитая система взаимодействия по вертикали,

4. Матричная организационная структура управления
Смысл: При функционировании программно-целевой структуры управляющее воздействие направлено на выполнение определенной целевой задачи, в решении которой участвуют все звенья предприятия. Вся совокупность работ по реализации заданной цели рассматривается не с позиции существующей иерархии подчинения, а с позиции достижения цели, предусмотренной программой
Преимущества: - гибкость и адаптивность структуры управления; - повышение творческой активности административно-управленческого персонала; - увеличение мотивации деятельности производственного персонала - сокращение нагрузки на руководителей высокого уровня - повышение личной ответственности за выполнение программы в целом и ее частей.	Недостатки: - сложная структура соподчинения, в результате чего возникают проблемы установления приоритетов заданий; - нездоровое соперничество между руководителями программ;

Подобные документы

• План машиностроительного производства

  Проектирование производственных участков и вспомогательных подразделений цеха машиностроительного производства. Разработка производственной структуры цеха и схемы управления. Составление объемно-планировочных решений и расчет планировки оборудования.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.07.2010
  

• Основы систем автоматизированного проектирования

  Основные определения процесса проектирования, его системы, стадии и этапы. Системы автоматизации подготовки производства, управления производством, технической подготовки производства, оценка их практической эффективности. Структура и разновидности САПР.
  
  курсовая работа [109,4 K], добавлен 21.12.2010
  

• Проектирование машиностроительного производства

  Расчет потребного оборудования, численности основных, вспомогательных и инженерно-технических работников, производственной площади для проектирования участка механического цеха по обработке деталей типа фланец в условиях мелкосерийного производства.
  
  курсовая работа [86,2 K], добавлен 16.12.2010
  

• Разработка проекта организации цеха по изготовлению шпинделей

  Разработка проекта организации цеха машиностроительного предприятия. Выбор формы организации производства, расчет производственной программы, оборудования и производственных рабочих, площади цеха, инфраструктуры. Пути совершенствования производства.
  
  курсовая работа [64,6 K], добавлен 02.03.2010
  

• Гибкие производственные системы - основное направление комплексной автоматизации машиностроительного производства

  Общие подходы к созданию гибких производственных систем. История развития, основные преимущества, структура и составные части гибких производственных систем. Система обеспечения функционирования и управления. Оборудование для изготовления заготовок.
  
  реферат [465,7 K], добавлен 30.03.2013
  

• Цели и функции системы автоматизированного проектирования швейного производства

  Основные цели автоматизированного проектирования. Программное и техническое обеспечение для инженера конструктора швейных изделий на предприятии средней мощности, выпускающего женские костюмы. Автоматизация процессов учета, планирования и управления.
  
  контрольная работа [15,8 K], добавлен 02.10.2013
  

• Организация и планирование машиностроительного производства детали "муфта кулачковая"

  Технологический процесс изготовления детали "муфта кулачковая". Проектирование роботизированной технологической ячейки. Составление подетального плана производства. Анализ транспортных средств. Пространственная планировка автоматизированного участка.
  
  курсовая работа [1,8 M], добавлен 13.02.2014
  

• Проектирование участка машиностроительного производства

  Технологический процесс изготовления детали "Кольцо наружное". Расчет трудоемкости электроэрозионной операции. Проектирование вспомогательных отделений участка и систем контроля качества изделий. Разработка производственных маршрутов изготовления изделий.
  
  реферат [592,7 K], добавлен 28.08.2013
  

• Инновационные технологии машиностроительного производства ОАО "Минский тракторный завод"

  Применение инноваций в машиностроении. История предприятия и его роль в экономике страны. Технологические процессы заготовительного, обрабатывающего и сборочного производства. 3D-принтеры на службе у промышленности. Анализ системы менеджмента качества.
  
  курсовая работа [912,9 K], добавлен 25.03.2017
  

• Проблемы и принципы создания системы автоматизированного проектирования

  Особенности безмашинного проектирования. Основы проектирования плавильных отделений литейных цехов. Автоматизированные системы проектирования смежных объектов. Методы и алгоритмы выбора и размещения объектов при проектировании; конфигурации соединений.
  
  курсовая работа [125,4 K], добавлен 20.05.2013
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам