Такт выпуска изделий. Выпуска величина обратная такту выпуска

Машиностроительное производство характеризуется объемом выпуска, программой выпуска продукции, тактом выпуска.

Объем выпуска продукции – это количество изделий определенных наименований, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в течение планируемого периода времени (месяц, квартал, год). Объем выпуска в значительной степени определяет принципы построения технологического процесса.

Установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска и сроков выполнения по каждому наименованию на планируемый период времени называется программой выпуска продукции .

Тактом выпуска называется интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименования, типоразмера и исполнения.

Такт выпуска t, мин/шт, определяется по формуле:

t = 60 Ф д / N,

где Ф д – действительный фонд времени в планируемом периоде (месяц, сутки, смена), ч; N – производственная программа на этот же период, шт.

Действительный фонд времени работы оборудования отличается от номинального (календарного) фонда времени, поскольку учитывает потери времени на ремонт оборудования.

Действительный фонд работы оборудования в зависимости от его сложности и количества выходных и праздничных дней при 40-часовой рабочей неделе и при работе в две смены в машиностроительном производстве составляет от 3911 до 4029…4070 часов. Фонд времени рабочего при этом около 1820 ч.

В зависимости от производственных мощностей и возможностей сбыта продукции изделия на предприятии изготовляют в различных количествах – от единичных экземпляров, до сотен и тысяч штук. При этом все изделия, изготовленные по конструкторской и технологической документации без ее изменения, называются серией изделия .

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска изделий различают три основных типа производства: единичное, серийное и массовое. Каждому из этих типов присущи свои характерные особенности в организации труда и в структуре производственного и технологического процессов.

Тип производства является классификационной категорией производства, выделяемой по признакам широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции. В отличие от типа производства вид производства выделяется по признаку применяемого метода изготовления изделия. Примерами видов производства являются литейное, сварочное, механосборочное и др.

Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций К з.о., представляющий собой отношение числа всех различных технологических операций О, выполняемых или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест Р:

С расширением номенклатуры выпускаемых изделий и уменьшением их количества значение этого коэффициента увеличивается.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как правило, не предусматривается. При этом технологический процесс изготовления изделий либо совсем не повторяется, либо повторяется через неопределенные промежутки времени. К единичному производству относятся, например, крупные гидротурбины, прокатные станы, оборудование для химических и металлургических заводов, уникальные металлорежущие станки, опытные образцы машин в различных отраслях машиностроения и др.

Технология единичного производства характеризуется применением универсального металлорежущего оборудования, которое располагается в цехах обычно по групповому признаку, т.е. с разбивкой на участки токарных, фрезерных, шлифовальных станков и т.д. Обработку ведут стандартным режущим, а контроль – универсальным измерительным инструментом. Характерным признаком единичного производства является концентрация на рабочих местах разнообразных операций. При этом на одном станке часто производится полная обработка заготовок разнообразных конструкций и из различных материалов. Ввиду необходимости частой перенастройки и наладки станка на выполнение новой операции доля основного (технологического) времени в общей структуре нормы времени на обработку сравнительно невелика.

Отличительные особенности единичного производства обусловливают относительно низкую производительность труда и высокую себестоимость выпускаемых изделий.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. При серийном производстве одноименные или однотипные по конструкции изделия изготовляют по отработанным на технологичность чертежам. Продукцией серийного производства являются машины установившегося типа, выпускаемые в значительных количествах. К этой продукции можно отнести, например, металлорежущие станки, двигатели внутреннего сгорания, насосы, компрессоры, оборудование для пищевой промышленности и др.

Серийное производство является наиболее распространенным в общем и среднем машиностроении. В серийном производстве наряду с универсальным широко используется и специальное оборудование, автоматы и полуавтоматы, специальный режущий инструмент, специальные измерительные приборы и приспособления.

В серийном производстве средняя квалификация рабочих обычно ниже, чем в единичном производстве.

В зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство. Такое подразделение является достаточно условным для различных отраслей машиностроения, так как при одном и том же количестве машин в серии, но различных размеров, сложности и трудоемкости производство может быть отнесено к разным типам. Условной границей между разновидностями серийного производства по ГОСТ 3.1108-74 является величина коэффициента закрепления операций К з.о. : для мелкосерийного производства 20 < К з.о < 40, для среднесерийного – 10 < К з.о < 20, а для крупносерийного – 1 < К з.о < 10.

В мелкосерийном производстве, близком к единичному, оборудование располагается преимущественно по типам станков – участок токарных станков, участок фрезерных станков и т.д. Станки могут располагаться и по ходу технологического процесса, если обработка ведется по групповому технологическому процессу. Применяют главным образом универсальные средства технологического оснащения. Размер производственной партии обычно составляет несколько единиц. При этом производственной партией принято называть предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени, при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.

В начальной стадии разработки технологического процесса механической обработки величину партии деталей можно определить по следующей упрощенной формуле:

где N – количество деталей одного наименования и размера по годовой программе выпуска изделий;

t – необходимый запас деталей на складе в днях; для крупных деталей t=2…3 дня; для средних t=5 дней; для мелких деталей и инструментов t=10…30 дней;

Ф – число рабочих дней в году, принимается равным 305 дней при одном выходном дне и продолжительности рабочего дня 7ч. и 253 дня при двух днях отдыха и продолжительности рабочего дня 8ч.

Условно к малым (или легким) можно отнести детали массой до 2 кг, к средним – от 2 до 8 кг и к крупным (или тяжелым) – свыше 8 кг.

В среднесерийном производстве, обычно называемом серийным, оборудование располагают в соответствии с последовательностью выполнения этапов обработки заготовок. За каждой единицей оборудования обычно закрепляют несколько технологических операций, при этом возникает необходимость переналадки оборудования. Размер производственной партии составляет от нескольких десятков до сотен деталей.

В крупносерийном производстве, близком к массовому, оборудование, как правило, располагается в последовательности технологического процесса для одной или нескольких деталей, требующих одинакового процесса обработки. При недостаточно большой программе выпуска изделий целесообразно обрабатывать заготовки партиями, с последовательным выполнением операций, т.е. после обработки всех заготовок партии на одной операции производят обработку этой партии на следующей операции. Заготовки после окончания обработки на одном станке транспортируют целой партией или по частям к другому, при этом в качестве транспортных средств используют рольганги, подвесные цепные конвейеры или роботы. Обработку заготовок выполняют на предварительно настроенных станках, в пределах технологических возможностей которых допустима переналадка для выполнения иных операций.

В крупносерийном производстве используются, как правило, специальные приспособления и специальный режущий инструмент. В качестве измерительного инструмента широко используют предельные калибры (скобы, пробки, резьбовые кольца и резьбовые пробки) и шаблоны, позволяющие определять годность обработанных деталей и производить разбивку их на размерные группы в зависимости от величины поля допуска.

Серийное производство значительно экономичнее, чем единичное, так как лучше используется оборудование, ниже припуски, выше режимы резания, более высокая специализация рабочих мест, значительно сокращаются цикл производства, межоперационные заделы и незавершенное производство, более высокий уровень автоматизации производства, повышается производительность труда, резко снижается трудоемкость и себестоимость изделий, упрощается управление производством и организация труда. При этом под заделом понимают производственный запас заготовок или составных частей изделия для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса. Этот тип производства является наиболее распространенным в общем и среднем машиностроении. Около 80% продукции машиностроения выпускается серийно.

Массовое производство характеризуется большим объемов выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжитеельное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция. Детали, как правило, изготовляются из заготовок, производство которых ведется централизованно. Централизованным способом осуществляется производство нестандартного оборудования и технологической оснастки. Поставляют их своим потребителям цехи, являющиеся самостоятельной структурной единицей.

Массовое производство экономически целесообразно при выпуске достаточно большого количества изделий, когда все материальные и трудовые затраты, связанные с переходом на массовое производство, достаточно быстро окупаются и себестоимость изделия ниже, чем при серийном производстве.

Продукция массового производства – это изделия узкой номенклатуры, унифицированного или стандартного типа, выпускаемые для широкого сбыта потребителю. К этой продукции можно отнести, например, многие марки легковых автомобилей, мотоциклов, швейных машин, велосипедов и т.д.

В массовом производстве применяют высокопроизводительное технологическое оборудование – специальные, специализированные и агрегатные станки, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, автоматические линии. Широко применяется многолезвийный и наборный специальный режущий инструмент, предельные калибры, быстродействующие контрольные приспособления и приборы. Массовое производство характеризуется также установившимся объемом производства, что при значительной программе выпуска продукции обеспечивает возможность закрепления операций за определенным оборудованием. При этом производство изделий осуществляется по окончательно отработанной конструкторской и технологической документации.

Наиболее совершенной формой организации массового производства является поточное производство, характеризуемое расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным тактом выпуска изделий. Для поточной формы организации технологического процесса требуется одинаковая или кратная производительность на всех операциях. Это позволяет производить обработку заготовок или собирать узлы без заделов в строго определенные промежутки времени, равные такту выпуска. Приведение длительности операций к указанному условию называют синхронизацией, что в некоторых случаях предусматривает использование дополнительного (дублирующего) оборудования. Для массового производства коэффициент закрепления операций К з.о.= 1.

Основным элементом поточного производства является поточная линия, на которой расположены рабочие места.

Для передачи предмета труда с одного рабочего места на другое применяют специальные транспортные средства.

В поточной линии, являющейся основной формой организации труда поточного производства, на каждом рабочем месте выполняют одну технологическую операцию, а оборудование располагают по ходу технологического процесса (по потоку). Если длительность операции на всех рабочих местах одинакова, то работа на линии выполняется с непрерывной передачей объекта производства с одного рабочего места на другое (непрерывным потоком). Достигнуть равенства штучного времени на всех операциях обычно не удается. Это обусловливает технологически неизбежное различие загрузки оборудования по рабочим местам поточной линии.

При значительных объемах выпуска в процессе синхронизации наиболее часто возникает необходимость уменьшения длительности операций. Это достигается за счет дифференциации и совмещения во времени переходов, входящих в состав технологических операций. В массовом и крупносерийном производствах при необходимости каждый из технологических переходов может быть выделен в отдельную операцию, если будет выполнено условие синхронизации.

За время, равное такту выпуска, с поточной линии сходит единица продукции. Производительность труда, соответствующая выделенному производственному участку (линии, участку, цеху), определяется ритмом выпуска. Ритм выпуска – это количество изделий или заготовок определенных наименований, типоразмеров и исполнений, выпускаемых в единицу времени. Обеспечение заданного ритма выпуска является важнейшей задачей при разработке технологического процесса массового и крупносерийного производства.

Поточный метод работы обеспечивает значительное сокращение (в десятки раз) цикла производства, межоперационных заделов и незавершенного производства, возможность применения высокопроизводительного оборудования, снижения трудоемкости изготовления изделий, простоту управления производством.

Дальнейшее совершенствование поточного производства привело к созданию автоматических линий, на которых все операции выполняют с установленным тактом на рабочих местах, оснащенных автоматическим оборудованием. Транспортирование предмета труда по позициям осуществляется также автоматически.

Следует отметить, что на одном предприятии и даже в одном цехе можно встретить сочетание различных типов производства. Следовательно, тип производства предприятия или цеха в целом определяется по признаку преимущественного характера технологических процессов. Массовым можно назвать производство, если на большинстве рабочих мест выполняется одна постоянно повторяющаяся операция. Если на большинстве рабочих мест выполняется несколько периодически повторяющихся операций, то такое производство следует считать серийным. Отсутствие периодичности повторения операций на рабочих местах характеризует единичное производство.

Кроме того, для каждого типа производства характерным является также соответствующая точность исходных заготовок, уровень отработанности конструкции деталей на технологичность, уровень автоматизации процесса, степень детализации описания технологического процесса и др. Все это влияет на производительность процесса и на себестоимость изготовляемых изделий.

Планомерная проводимая унификация и стандартизация изделий машиностроения способствует специализации производства. Стандартизация приводит к сужению номенклатуры изделий при значительном увеличении программы их выпуска. Это позволяет шире применять поточные методы работы и автоматизацию производства.

Характеристики производства отражаются в решениях, принимаемых при технологической подготовке производства.

Время такта один из ключевых принципов бережливого производства. Время такта задает скорость работы производства, которая должна точно соответствовать имеющемуся спросу. Время такта в производстве аналогично частоте ударов сердца человека. Время такта является одним из трех элементов системы точно вовремя (наряду с поточным производством и вытягивающей системой), который обеспечивает равномерную загруженность работой и определяет узкие места. Для проектирования производственных ячеек, сборочных конвейеров и создания бережливого производства, необходимо абсолютное понимание времени такта. В данной статье рассмотрены ситуации, в которых возможно искусственное увеличение или уменьшение времени такта.

Что такое время такта? Слово такт происходит от немецкого takt , что означает ритм или удар. Термин время такта связан с музыкальной терминологией и означает ритм, который задает дирижер, чтобы оркестр играл в унисон. В системе бережливого производства данное понятие используется, чтобы обеспечить темп производства со средней скоростью изменений уровня потребительского спроса. Время такта это не числовой показатель, который можно измерить, например, с помощью секундомера. Понятие времени такта необходимо отличать от понятия времени цикла (время выполнения одного операционного цикла). Время цикла может быть меньше, больше или быть равным времени такта. Когда время цикла каждой операции в процессе становится точно равно времени такта, возникает поток единичных изделий.

Существует следующая формула для вычисления:
Время такта = доступное производственное время (в день) / потребительский спрос (в день).

Время такта выражается в секундах на изделие, обозначая, что потребители покупают продукцию раз в определенный промежуток времени в секундах. Неправильно выражать время такта в изделиях в секунду. Задавая темп производства в соответствии со скоростью изменения уровня потребительского спроса, бережливые производители тем самым добиваются выполнения работы в срок и сокращения потерь и затрат.

Уменьшение времени такта. Цель определения времени такта работа в соответствии с потребительским спросом. Но что произойдет, если время такта будет искусственно уменьшено? Работа будет выполнена быстрее, чем требовалось, в результате чего возникнет перепроизводство и лишний запас. Если выполнение других задач недоступно, то рабочие будут терять время в ожиданиях. В какой ситуации оправдано такое действие?

Чтобы продемонстрировать подобную ситуацию, подсчитаем необходимую численность работников сборочного конвейера, на котором выполняется поток единичных изделий:

Численность группы = сумма значений времени цикла ручных операций / время такта.

Таким образом, если для процесса общее время цикла составляет 1293 с, то численность группы будет равна 3,74 человек (1293 с / 345 с).

Поскольку невозможно задействовать в работу 0,74 человека, число 3,74 необходимо округлить. Трех человек может оказаться недостаточно, чтобы обеспечить темп производства в соответствии с изменением потребительского спроса. В таком случае необходимо провести мероприятия по улучшению, чтобы сократить время цикла ручных операций и устранить потери в процессе.

Если же время цикла фиксировано, то возможно округление в бoльшую сторону за счет уменьшения времени такта. Время такта может быть уменьшено при уменьшении доступного производственного времени:

3,74 человек = 1293 с на изделие / (7,5 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей);
4 человека = 1293 с / (7 ч х 60 мин х 60 с / 78 деталей).

Привлекая к работе четырех человек, уменьшая время такта и производя такой же объем за меньшее время, загруженность работой группы равномерно распределена. Если эти четыре человека смогут обеспечить темп производства в соответствии с потребительским спросом за меньшее, чем обычно время, то необходимо будет произвести их ротацию или при- влечь к решению задач улучшения процесса.

Увеличение времени такта: правило 50 секунд. В приведенном примере мы показали, когда можно уменьшить время такта для повышения эффективности. Рассмотрим теперь случай, когда время такта следует увеличить.

Существует эмпирическое правило, согласно которому все повторяющиеся ручные операции должны иметь время цикла не менее 50 с (время от начала до начала). Например, работа сборочных конвейеров компанииToyota определяется временем такта 50 60 с. Если в компании необходимо увеличить объем производства на 5 15%, то вводят дополнительное время или в некоторых случаях используют несколько сборочных конвейеров, настроенных на большее время такта (например, две линии с временем такта 90 с вместо одной линии с временем такта 45 с).

Существуют четыре причины, определяющие важность правила 50 секунд.

Производительность. Если время такта составляет малую величину, то даже секунды, потраченные в результате лишних передвижений, оборачиваются большими потерями времени цикла. Потеря 3 с из 30 с времени цикла приводит к 10%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 60 с цикла к 5%-ному снижению производительности. Потеря 3 с из 300 с цикла только к 1%-ному и т. д. Поэтому если время такта является большей величиной (50 с и более), то это не будет значительной потерей производительности.
Использование одной сборочной линии с большим числом операторов, работающих за малое время такта (например, 14 с), позволяет сэкономить на затратах на инвестирование (число линий), но в результате появятся большие эксплуатационные расходы. По нашим наблюдениям, сборочные конвейеры, спроектированные на работу со скоростью 50 с и более, на 30% производительнее, чем линии с малым временем такта.
Безопасность и эргономика. Выполнение одних и тех же ручных операций в течение короткого промежутка времени может привести к усталости и боли в мышцах в результате повторяющейся нагрузки. Когда различные операции выполняются за большее время (например, за 60 с вместо 14 с), то мышцы перед началом повторного выполнения операции успевают восстановиться.
Качество. Выполняя широкий круг обязанностей (например, пять операций вместо двух), каждый сотрудник сам становится внутренним потребителем каждой операции, кроме последней. Если работник выполняет пять операций, то это заставляет его уделять больше внимания качеству, так как неудовлетворительный результат при выполнении операции 3 отразится на выполнении операции 4 и, следовательно, не будет передан незамеченным на следующий этап.
Отношение к выполняемой работе. Было отмечено, что работники испытывают большее удовлетворение от работы, повторяя выполнение операции, на- пример через каждые 54 с, а не 27 с. Людям нравится обучение новым навыкам, они меньше испытывают усталость при выполнении повторяющихся движений, но, главное сотрудники чувствуют, что они вносят свой личный вклад в создание продукта, а не просто выполняют механическую работу.

Время такта и инвестиции. Значимость правила 50 секунд можно проиллюстрировать на примере компании, занимающейся производством и сборкой насосов для промышленности. В процессе создания своего продукта компания использовала один длинный сборочный конвейер. В результате роста потребительского спроса и требований проведения дополнительных испытаний стало необходимым проектирование нового сборочного конвейера. На данном этапе компания решила применить принципы бережливого производства. Одним из первых шагов было определение времени такта.

Время такта для данного продукта 40 с было рассчитано исходя из наибольшего спроса. Учитывая правило 50 секунд, инженеры, ответственные за данный проект, приняли решение спроектировать либо один сборочный конвейер с временем такта 80 с, работающий в две смены, либо два конвейера с временем такта по 80 с, работающие в одну смену. Работы по проектированию сборочной линии были предложены нескольким машиностроительным компаниям. По их оценкам для проектирования одной линии требовалось от 280 до 450 тыс. долл. Разработка двух линий означало удвоение единиц оборудования и величины начального инвестиционного капитала. Однако, используя два конвейера, можно было настроить каждый из них на производство определенных видов продукции, что позволяет сделать производство более гибким. Кроме того, повышение производительности, удовлетворенности работников, сокращение затрат на безопасность и качество способны компенсировать затраты на проектирование дополнительной линии.

Таким образом, придерживаясь простого правила, согласно которому скорость выполнения любой ручной операции не должна быть меньше 50 с, можно избежать потерь. При проектировании процессов бережливого производства необходимо использовать метод 3P (Production Preparation Process) 1 и проводить тщательный анализ времени такта.

1 Метод проектирования процесса бережливого производства для нового продукта или коренной реорганизации процесса производства для существующего процесса в случаях значительного изменения конструкции изделия или спроса. Подробнее см.: Иллюстрированный глоссарий по бережливому производству / Под ред. Чета Марчвински и Джона Шука: Пер. с англ. М.: Альпина Бизнес Букс: CBSD, Центр развития деловых навыков, 2005. 123 с. Прим. ред.

По материалам статьи Job Miller, Know Your Takt Time
и книги Джеймса П. Вумека, Дэниела Т. Джонса Бережливое производство.
Как избавиться от потерь и добиться процветания вашей компании.
М.: Альпина Бизнес Букс, 2004
подготовила В.А. Лутцева

Характеристика производства

Режим работы и фонды времени

Режим работы включает в себя количество рабочих дней в году, за исключением выходных и праздничных дней, с двумя сменами в сутки, т.к. разрабатывается автоматизированный участок. Полный календарный годовой фонд времени показывает число часов в году 24 363=8670ч.

Исключая выходные и праздничные дни, из расчета пятидневной рабочей недели длительностью 41 час, получим номинальный фонд времени ФН=4320ч.

Учитываем простои оборудования на ремонт, ФД - действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе.

ФД = 3894 час.

Определение такта выпуска

Для обоснования организации производственного процесса и определения типа производства, необходимо рассчитать средний производственный такс - и среднее штучное время - Тш.ср. изготовления изделия на основных операциях.

Такт выпуска определяется по формуле:

(мин/шт) (3.3.1)

где Фд = 3894 час;

Nг = 20000шт - годовая программа выпуска деталей;

фс = 3894 60/20000 = 11,7 мин/шт

Определение типа производства

Тип производства можно определить по численному значению коэффициента закрепления операция, расчет которого производится по ГОСТ 3.11.08-74. Приближенно тип производства может быть определено по величине коэффициента - Кс

где Тшт.ср - среднее штучное время изготовления изделия, определяется по данным действующего техпроцесса.

Тшт.ср. = 71,43/17 = 4,2 мин.

Кзо =11,6/4,2=2,7

1< Кс?10 - крупносерийное производство

Анализ технологичность конструкции детали «Ведущий вал»

Технологичность - свойство изделия, согласно которому конструкция детали должна соответствовать применению наиболее прогрессивных методов обработки или сборки при изготовлении.

Рациональные конструкции машин, обеспечивающие необходимые эксплуатационные требования не могут быть созданы без учета трудоемкости и материалоемкости их изготовления. Соответствие конструкции машин требованиям трудоемкости и материалоемкости определяют технологичность конструкции. При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции.

При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции. К ним относится:

Оптимальная форма детали, обеспечивающая изготовление заготовки с наименьшим припуском и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей;

Наименьший вес машины;

Наименьшее количество материала, применяемого в конструкции машин;

Взаимозаменяемость деталей и узлов с оптимальным значением полей допуска;

Нормализация (стандартизация) и унификация деталей, узлов и их отдельных конструкторских элементов.

Основные требования по технологичности конструкции деталей машиностроения излагается в литературе.

Конструкции детали должны состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов (КЭД) или быть стандартной в целом. Детали должны изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Размеры детали должны иметь оптимальную точность. Шероховатость поверхностей должна быть оптимальной. Физико-химические и механические свойства материала детали, её жесткость, форма, размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления (включая процессы отделочно-упрочняющей обработки, нанесения антикоррозийных покрытий и т.п.), а также хранения и транспортировки.

Базовая поверхность детали должна иметь оптимальные показатели точность и шероховатости поверхности, которые обеспечивают требуемую точность установки, обработки и контроля.

Заготовки для изготовления деталей должны быть получены рациональным способом с учетом материала, заданного объема выпуска и типа производства. Метод изготовления деталей должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей. Конструкция детали должны обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Отработку технологичности детали «Ведущий вал» на технологичность проведем в соответствии с Методическими указаниями .

Требования к квалификации рабочих невысокие.

Контроль бывает активный и пассивный.

Пассивный контроль выполняют после окончания работы, и он ставит целью регистрацию брака.

Активный контроль выполняется в процессе обработки заготовки и его цель – предупреждение брака, например, при достижении заданного размера станок отключается.

В крупносерийном и массовом производстве организовывают поточные линии: станки устанавливаются по ходу выполнения технологического процесса, заготока передвигается от станка к станку, либо синхронно такту выпуска (прямоточное производство), либо без выполнения принципа синхронизации операции.

Такт выпуска

Ф д – действительный годовой фонд работы оборудования в 1 смену (Ф д »2015).

n – количество смен работы.

N – годовой объем выпуска изделий.

60 – коэффициент перевода, часы в мин.

Такт выпуска - это время между выпуском или запуском в производство двух смежных единиц продукции.

В КС и МС производстве часто применяется синхронизация операций, т.е. их дистанция равна или кратна такту.

Поточная линия с не синхронизируемыми операциями называется переменно-поточной, в этом случае на отдельную операцию предусматривают методом задела.

В СС производстве наиболее целесообразной является групповая форма организации технологического процесса.

Сущность ее состоит в том, что создаются предметно-замкнутые участки по изготовлению группы технологически и конструктивно подобных изделий. Например, участок валов, шкивов.

Структура технической подготовки производства.

Рисунок 4 - Структура ТПП

направленных на разработку, подготовку к выпуску и выпуск нового вида продукции.

Научная ПП ставит своей целью проведение исследований по возможности применения в новом изделии передовых достижений естественных и прикладных наук.

Конструкторская ПП ставит своей целью подготовку конструкторской документации на новое изделие (сборочные, монтажные, инструкции). Реализуется КПП в отделе главного конструктора.

ТПП – это комплекс мероприятий, направленных на подготовку к выпуску нового изделия.

Исходная информация – конструкторская документация и объем выпуска.

Первая функция – отработка на технологичность, ее цель уверенность технолога в возможности изготовления изделия в данных производственных условиях.

Проектирование и изготовление СТО: конструкторское бюро оснастки и инструментальное производство находятся в сфере влияния главного технолога.

Управление ТПП. Ее функции.

Организация ПП – подготовка материалов, комплектующих изделий.

4 Производственный и технологический процессы и их структура.

Для изготовления машины способной выполнять свое служебное назначение необходимо выполнить комплекс работ по преобразованию исходного материала в детали, сборочные единицы и изделия в целом.

Весь комплекс этих мероприятий составляет комплексный процесс.

Согласно ГОСТ 14003-83 производственный процесс – это совокупность действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии, для изготовления или ремонта изделий.

Производственный процесс состоит из технологических процессов: заготовительный (литье, ковка и т.д.); механическая обработка, термообработка, транспортировка и т.д.

Технологический процесс – это часть производственного процесса, содержащая целенаправленные действия по изменению или определению состояния предмета труда.

Определение – это контрольная операция.

Рисунок 5 – Структура технологического процесса.

Технологические операции – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте.

В технологическом процессе операции нумеруются через 5.

Например: 5,10… или 05,10…

Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизменном закреплении обрабатываемой заготовки или собираемой сборочной единицы.

В технологической документации установы обозначаются буквами А, Б и т.д.

Рисунок 6 – Схема обозначения установов.

Позиция – фиксированное положение, занимаемое неизменно закрепленной заготовки вместе с приспособлением относительно режущего инструмента или неподвижной части оборудования для выполнения определенной части операции. Позиции в технологической документации обозначаются римскими цифрами.

Понятие позиция присутствует в операциях, выполняемых на многошпиндельных станках, а также на станках типа обрабатывающие центры.

Например, позиции для многошпиндельного вертикального автомата.

Рисунок 8 – Схема передачи заготовки по позициям

Такое использование оборудования называется работой по двух индексной схеме.

Операция состоит из двух установов и 8 позиций.

На станках типа обрабатывающие центры часто обрабатываются корпусные заготовки с использованием поворотных столов. Это дает возможность обработать заготовку с разных сторон при одном неизменном закреплении. Обработка каждой стороны будет представлять отдельную позицию.

Рисунок 9 – Обработка 3 х граней на станке.

Технологический переход – это законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей при неизменных технологических режимах.

Вспомогательный переход – это законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека (или оборудования) не сопровождаемая изменением формы, размеров или шероховатостей поверхностей, но необходимая для выполнения технологического перехода. Например, установить заготовку, снять.

Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности, сопровождаемого изменением формы, размеров, шероховатостей и других свойств заготовок.

Вспомогательный ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно обрабатываемой поверхности, не сопровождаемое изменением формы, размеров, шероховатостей или свойств заготовки, но необходимое для выполнения рабочего хода.

Иногда в статьях и на тренингах некоторые базовые производственные понятия называют по-разному. Источником путаницы, по-видимому, являются переводы зарубежной литературы людьми, не имеющими соответствующего образования. А некоторые «гуру» производственного менеджмента несут эти некорректные термины в массы. Сегодня мы хотели бы разобраться с такими понятиями, как «производственный цикл» и «такт выпуска» — с тем, что они означают, как измеряются или рассчитываются.

Мы выбрали эти два понятия, так как их то иногда и путают между собой. Но, прежде чем перейти к строгим определениям, мы хотели бы оговориться, что будем говорить только о тех типах производств, которые встречаются в мебельной промышленности .

Рассмотрим классическую простейшую последовательность прохождения деталей по производственной цепочке при изготовлении корпусов мебели : раскрой, облицовывания кромок, присадка (сверление), комиссионирование (сортировка по заказам), упаковка деталей с добавлением фурнитуры или сборка корпуса, отгрузка или складирование.

Каждая операция из данного процесса начинается только после того, как закончена предыдущая операция. Такой процесс называется последовательным. И тут мы подошли к определению цикла. В общем случае цикл – это повторяющаяся во времени последовательность событий, процессов или явлений. Для производства – это последовательность технологических операций. Суммарное время таких операций при последовательном процессе производства – это длительность цикла или время цикла.

Часто в литературе и даже в стандартах циклом называют не саму последовательность событий, а ее длительность. Например, говорят, что цикл составляет 36 часов. По нашему мнению, правильнее говорить, что длительность (или время) цикла составляет 36 часов, цикл длится 36 часов. Но не будем судить строго, гораздо важнее, чтобы циклом не называли что-то совершенно другое.

Еще раз – длительностью цикла изготовления продукции в целом или ее части называется календарный период времени, в течение которого данный предмет труда проходит все стадии от первой операции (раскроя) до отгрузки или сдачи на склад готового продукта (собранного корпуса или пакетов готовых панелей с фурнитурой).

Цикл можно изобразить графически в виде ступенчатой диаграммы — циклограммы. На рисунке 1 представлена циклограмма последовательного процесса производства детали, состоящего из 5-х операций, каждая из которых длится 10 минут. Соответственно время цикла составляет – 50 минут.

Важно заметить, что циклограмма может отображать последовательность операций по обработке как одной детали, так и последовательность изготовления изделия в целом. Все зависит от степени детализации, с которой мы рассматриваем процесс. Например, мы можем учитывать общее время монтажа шкафа, а можем разложить данный процесс на отдельные составляющие – соединение днища и верха с боковыми стенками, монтаж задней стенки, навеска фасадов. В этом случае мы можем говорить об операционном цикле. Для него может быть построена отдельная циклограмма и тогда общий производственный цикл будет состоять как матрешка – из внутренних мини-циклов.

Некоторые начинающие мебельщики допускают следующую ошибку. Желая определить производительность будущего производства и себестоимость продукции, они проводят хронометраж операций по изготовлению какого-либо изделия, суммируют полученное время и пытаются разделить длительность смены в 480 минут, на расчетную длительность цикла. Однако в реальном производстве не так все просто.

Во-первых, детали обрабатываются не по одной, а партиями. Поэтому пока не обработаются все детали из данной партии — остальные могут пролеживать в ожидании. Это так называемые партионные перерывы и их длительность необходимо учитывать при определении суммарного времени обработки.

Кроме того, закончив обработку одной детали (или партии), рабочий не выключает станок и не уходит. Он начинает обрабатывать следующую деталь (или партию). На рисунке 2 показан пример циклограммы, на которой видно, что как только деталь передается на следующую операцию, на данном рабочем месте сразу же начинается изготовление следующей детали (для этого же или другого изделия). Для наглядности периоды обработки различных деталей показаны разными цветами.

На рисунке 2 все операции длятся ровно 10 минут. Процесс обработки каждой детали (изделия) представлен цветной «лестницей», при этом к каждой ступеньке этой лестницы плотно «прижаты» ступеньки «лестницы» другого цвета, так как каждая следующая деталь обрабатывается без задержек.

А что будет, если некоторые операции будут выполнятся медленнее или быстрее других? На рисунке 3 операция 2 длится не 10, а 20 минут. И как бы мы не старались «сжать» разноцветные «лестницы», то есть циклы обработки последовательно обрабатываемых деталей (изделий), они «упираются» друг в друга наиболее длинными ступенями. А между остальными ступенями возникают зазоры – это перерывы межоперационных ожиданий.

Такие перерывы бывают двух видов. Следующая после длительной операции -быстро освобождается и простаивает в ожидании деталей. А предыдущая — ждет освобождения следующего станка. При этом на предыдущей операции ничто не мешает продолжать обработку следующих деталей, однако это создает перед медленной операцией излишки разнородных заготовок и приводит к увеличению объема незавершенного производства.

Например, какая-либо деталь требует наклейки кромочного материала только с двух продольных сторон, но при этом она имеет очень большое количество отверстий на операции присадки. Поэтому деталь, вышедшая с кромкооблицовочного станка, вынуждена ждать, пока освободится сверлильный станок. Если же кромкооблицовочный станок будет продолжать работать, то вскоре перед участком присадки возникнут горы заготовок.

Возможна и обратная ситуация – кромки облицовываются со всех четырех сторон детали, причем материалом разной толщины со скруглением углов, а на присадке необходимо сделать только пару отверстий. В результате сверлильный станок освобождается раньше и простаивает в ожидании поступления следующих деталей.

Если для обработки очередной партии деталей необходима наладка оборудования, то время на эту процедуру также необходимо учесть при подсчете длительности цикла. На некоторых производствах время наладки может длиться часы и даже сутки. Для мебельщиков это обычно несколько минут, а если применяется оборудование с ЧПУ, то время переналадки может быть практически сведено к нулю.

И, наконец, существуют перерывы между сменами, на уборку, на обед, перекуры, ночная пауза. Так как в мебельной промышленности производственный цикл обычно длится несколько дней, то такие перерывы будут также влиять на его длительность.

Длительность цикла для разных процессов — разная. Как правило, для производства корпусов требуется от 1 до 5 дней (в зависимости от партионности), для сложных изделий с разнообразием технологий и материалов (покраска, сушка, облицовывание шпоном, работа с массивом) может потребоваться 2-3 недели.

Мы описали выше простейший последовательный процесс. Однако, если мы обратимся к реальному опыту мебельных производств , то мы увидим, что готовое изделие состоит не только из корпуса, но и из фасадов, изделий из стекла, металла, декора. Данные детали изготавливаются на других участках и эти процессы могут выполняться параллельно во времени. Общее время производства в данном случае определяете наиболее длительным циклом. Как правило, это время изготовления крашенных фасадов или деталей из массива древесины.

В случае, если мы используем принцип производства “точно в срок” (Just In Time, JIT) – важно получить все детали из параллельного процесса к моменту упаковки, поэтому сложные фасады начинают изготавливать задолго до того, как в цех направляют заявку на выпуск простых в изготовлении корпусов.

Вернемся к нашему последовательному процессу изготовления корпусов. Если дизайн продукции предусматривает панели с криволинейной кромкой, то процесс усложняется. Раскрой детали проходят все вместе, но далее часть из деталей поступает на обрабатывающие центры с ЧПУ, где формируются фигурные детали, которые передаются на кромкооблицовочные станки для “криволинейки”. Также может применяться операция нестинга, когда непрямоугольные детали вырезаются непосредственно из полноформатных плит. При этом, для повышения полезного выхода к картам раскроя иногда добавляют часть прямоугольных деталей, которые потом возвращаются в поток для облицовывания прямых кромок.

Таким образом, часть операций в таком потоке выполняется последовательно, а часть – параллельно. Такой процесс называется параллельно-последовательным (иногда наоборот – последовательно-параллельным). Рассчитать время цикла для данного случая сложнее – приходится учитывать одновременную обработку и простое суммирование здесь уже не проходит. Удобнее всего расчет осуществлять на основе анализа циклограмм процессов. В более сложных случаях – строится сетевая модель процесса.

Вернемся к циклограмме на рисунке 2. Очевидно, что на выходе производственного процесса каждые 10 минут мы получаем готовую деталь или изделие. Это время, называется тактом выпуска. Это интервал между изготовлением данной и следующей детали (комплекта, пакета, изделия). В приведенном примере такт совпадает с длительностью каждой из 5 операций.

Если операции отличаются по времени, то такт определяется наиболее медленной из них. На рисунке 3 – такт диктует операция 2. То есть, не смотря на то, что все операции кроме второй длятся 10 минут, готовые изделия мы сможем получать только через каждые 20 минут.

Величина обратная такту выпуска называется ритмом. Это количество деталей, выпускаемых в единицу времени.

Говоря от такте и ритме необходимо всегда понимать о каких единицах мы говорим – отдельных деталях, партиях, комплектах для одного изделия, комплектах для одного заказа.

Тактом также может называться интервал времени между выпуском сменных (дневных) заданий. Если проанализировать продвижение сменного задания по участкам, то как правило можно увидеть, что этот объем деталей перемещается неравномерно, растягиваясь в пространстве и иногда перемешиваясь с деталями из других заявок. Очень важно добиться такого четкого ритма производства, чтобы в каждый день недели было понятно, в какой зоне цеха должны находиться детали, запущенные в производство в определенный день.

Таким образом, на вопрос быстро ли работает производство мы не можем дать однозначного ответа. На выходе мы можем иметь очень короткий такт – условно говоря, каждый шкаф может покидать фабрику ежеминутно. Но при этом в производстве этот же самый шкаф может «зависать» до нескольких недель. А может быть короткий цикл, то есть то, что мы напилили утром – вечером уже отгружено в виде готовой продукции. Однако количество продукции, выпускаемой за день, может оказаться незначительным.

Строгие определения такта, ритма и цикла можно посмотреть в ГОСТ 3.1109 82. Однако, важно не слово в слово помнить определение того или иного термина, а понимать его смысл и роль в оценке технологического процесса.