Типы производства в машиностроении

Производство товарной продукции относится к основному производству. Для нормального обеспечения функционирования основного производства предусматривается вспомогательное производство.

Различная технологическая оснастка, которая используется в процессе основного производства, изготовляется в инструментальном производстве.

Объем выпуска продукции характеризуется числом изделий определенных наименований, типоразмеров и исполнений, изготовляемых или ремонтируемых предприятием или его подразделением в течение планируемого периода времени.

Программа выпуска – установленный для данного предприятия перечень изготовляемых или ремонтируемых изделий с указанием объема выпуска по каждому наименованию на планируемый период.

Производственную партию составляют предметы труда одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операции.

Интервал времени от начала до окончания производственного процесса изготовления или ремонта изделия называют производственным циклом.

К серии изделий относятся все изделия, изготовляемые по конструкторской и технологической документации без изменения ее обозначения.

В зависимости от широты номенклатуры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции различают три типа производства: единичное, серийное, массовое (ГОСТ 14.004-83).

Одной из основных характеристик типа производства является коэффициент закрепления операций – отношение числа всех различных технологических операций, выполненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу рабочих мест

К_З.О.=О/Р, (1.1)

где О – число различных операций;

 Р – число рабочих мест, на которых выполняют различные операции.

Следует отметить, что на одном предприятии и даже в одном цехе можно встретить сочетание различных типов производства. Например, на предприятии тяжелого машиностроения, где производство соответствует единичному типу, изготовление некоторых мелких изделий может быть организовано по принципу серийного или даже массового производства.

Следовательно, тип производства завода или цеха в целом определяется по признаку преимущественного характера технологических процессов.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление которых, как правило, не предусматривается.

На рабочих местах в единичном производстве выполняют разнообразные операции без их периодического повторения на универсальном технологическом оборудовании с использованием универсальной, унифицированной и стандартной технологической оснастки (тиски для крепления деталей, угольники, прихваты и т.п.; стандартные резцы, сверла, фрезы и т.п.; универсальные измерительные средства: штангенинструмент, микрометры, нутромеры и т.п.).

Специальную технологическую оснастку применяют лишь в исключительных случаях, когда без нее изготовление деталей невозможно. Универсальность выполнения работ требует высокой квалификации рабочих.

Таким образом, единичное производство должно быть универсальным, очень гибким, обеспечивающим выполнение разнообразных заданий. Оно распространено в тяжелом машиностроении, где изготовляется крупное уникальное металлургическое и химическое оборудование, прокатные станы, а также в опытном производстве.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремонтом изделий периодически повторяющимися партиями. В зависимости от числа изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепления операций различают мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное производство (ГОСТ 3.1121-84).

Применяются следующие значения коэффициента закрепления операций:

20 < К_З.О. < 40 – мелкосерийное производство;

10 < К_З.О. < 20 – среднесерийное производство;

1 < К_З.О. < 10 – крупносерийное производство.

Серийное производство является основным типом машиностроительного производства. Примерно 80 % всей продукции машиностроения страны изготовляется на заводах серийного производства (производство станков, прессов, деревообрабатывающих станков, текстильных машин, насосов, вентиляторов и т.д.). В серийном производстве машины изготовляют сериями, а заготовки обрабатывают партиями.

В серийном производстве процесс изготовления деталей построен по принципу дифференциации операций. Отдельные операции закреплены за определенным рабочим местом. Поэтому для этого типа производства характерна необходимость переналадки технологического оборудования при переходе на изготовление деталей другой партии. Для выполнения различных операций используют универсальные металлорежущие станки, оснащенные как универсальными, так и универсально-сборными и специальными приспособлениями. Находят применение также специализированные, специальные автоматизированные, агрегатные станки. Довольно широко используются станки с числовым программным управлением, в том числе многоцелевые; получают распространение гибкие производственные системы. Целесообразно применение специального режущего инструмента, а также применение специальных мер и измерительных приборов.

При необходимости выбор технологического оборудования и оснастки должен быть обоснован соответствующими технико-экономическими расчетами.

Оборудование может быть расположено по групповому признаку или по потоку (в крупносерийном производстве).

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

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция.

Для массового производства коэффициент закрепления операций равен, как правило, единице.

В массовом производстве применяется высокопроизводительное оборудование: специальные, специализированные и агрегатные станки, станки для непрерывной обработки, многошпиндельные автоматы и полуавтоматы, автоматизированные производственные системы, управляемые от ЭВМ, автоматические линии; находят также ограниченное применение станки с ЧПУ. Широко применяется многолезвийный и наборный специальный режущий инструмент, быстродействующие, автоматические и механизированные приспособления, измерительные инструменты и приборы. Характерным для технологических процессов является высокий уровень использования средств автоматизации и комплексной механизации. Типичным примером массового производства являются предприятия, на которых изготовляются автомобили, тракторы, мотоциклы, подшипники качения, велосипеды, швейные машины и т.д.

В крупносерийном и массовом производствах широко применяется поточная форма организации производства. Поточное производство характеризуется расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса с определенным интервалом выпуска изделий.

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

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

При проектировании технологических процессов для поточного производства определяется такт выпуска – интервал времени, через который периодически производится выпуск изделий или заготовок определенных наименований.

Такт выпуска определяется по формуле:

Т=F_Д60h/N, (1.2)

где F_Д – действительный фонд времени в планируемом периоде (год, месяц, сутки), ч.;

 h – коэффициент, учитывающий потери по организационно - техническим причинам, потери от переналадки оборудования и др.;

 N – производственная программа на планируемый период.

Зная такт выпуска, при необходимости, нетрудно определить ритм выпуска – это количество изделий и заготовок, определенных наименований, типоразмеров и исполнения, выпускаемых в единицу времени.

Поточное производство может быть организовано по двум основным формам: непрерывно-поточной и прерывно-поточной (прямоточной).

В непрерывно-поточном производстве рабочие места расположены в порядке последовательности выполнения технологического процесса, образуя поточную линию; каждая операция закреплена за определенным рабочим местом. Предмет труда перемещается непрерывно с одного рабочего места на другое без пролеживания. Нормы времени на выполнение операций должны быть равны или кратны такту (ритму).

В прерывно-поточном производстве рабочие места расположены так же как и в непрерывно-поточном. Однако, длительность выполнения различных операций не равна и не кратна такту (ритму). Поэтому, естественно, движение предметов по некоторым операциям прерывается. Неизбежно либо пролеживание предметов труда, либо простой рабочих мест. Эти линии организуют в тех случаях, когда не удается произвести синхронизацию операций, то есть добиться равенства или кратности длительности времени выполнения операции.

В зависимости от номенклатуры одновременно обрабатываемых изделий поточные линии подразделяются на: однономенклатурные и многономенклатурные.

Дальнейшее совершенствование поточного производства привело к созданию автоматических линий, на которых все операции выполняются с установленным тактом на рабочих местах, оснащенных автоматическим оборудованием. Транспортировка предметов труда на таких линиях осуществляется также автоматически.

Высшей формой развития автоматизированного производства являются гибкие автоматизированные системы (ГПС).