Долгушин В.В., Сай В.А. Основы проектирования цехов машиностроительных заводов

Подождите немного. Документ загружается.

3. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ЗАВОДОВ И ЦЕХОВ

3.1. Научно-технические перспективы развития

машиностроения

Особенности отечественного машиностроения заключа-

ются прежде всего в неразрывной связи отдельного завода с

экономикой и инженерным хозяйством района, в котором этот

завод размещается. Эти связи проявляются в совместном ис-

пользовании транспортных путей и общем энергоснабжении, в

кооперировании ряда основных и вспомогательных процессов,

в организации централизованного производства заготовок, ин-

струмента и технологической оснастки, в совместном исполь-

зовании вычислительных центров и т.д.

Таким образом, в настоящее время совершенно недопус-

тимо проектирование строительства любого промышленного

предприятия, как автономного хозяйственно-замкнутого под-

разделения.

Экономические, технические, производственные и инже-

нерные связи диктуют определенные условия создания нового

производственного звена, которое должно гармонично вписы-

ваться в промышленную систему района, в программу его со-

циального развития.

Необходимо также учитывать специфические стороны

предприятий (повышенный уровень шума, загазованность тер-

ритории и т.п.). В связи с этим необходимо продумать меро-

приятия по охране водных ресурсов, зеленых насаждений и

обеспечению нормальных условий для работы и жизни обслу-

живающего персонала.

Направление развития отечественного машиностроения

должно определяться не только постоянным ростом объема

производства, но и повышением качества продукции, ростом

производительности труда, снижением себестоимости и по-

вышением эффективности капитальных вложений.

При решении задачи развития любой отрасли машино-

строения надо тщательно проанализировать состояние дейст-

вующих предприятий и возможность достижения требуемой

цели без нового строительства, для чего следует:

1) проверить наличие резервов, которые могут быть реа-

лизованы за счет углубления специализации производства, т.е.

исключения продукции, не свойственной профилю завода;

2) сосредоточить на узкоспециализированных заводах

изготовление общемашиностроительных (или общеотрасле-

вых) деталей и узлов;

3) перевести на специализированные заводы производст-

во запасных частей к изделиям, серийный выпуск которых

прекращен;

4) перевести на специализированные заводы производст-

во литья и поковок, высвободив тем самым производственные

площади;

5) рассмотреть уровень устоявшейся технологии и мо-

ральный износ действующего оборудования; наметить более

совершенную технологию и наиболее производительное обо-

рудование;

6) разработать мероприятия по механизации и автомати-

зации обновленных производственных процессов;

7) проверить коэффициенты сменности и загрузки обо-

рудования производственных участков; установить возник-

шую между ними диспропорцию мощностей и наметить меро-

приятия по минимально необходимому расширению перегру-

женных производственных подразделений;

8) проверить, является ли намечаемая мощность пред-

приятия оптимальной; в противном случае рассмотреть воз-

можность и целесообразность расширения данного предпри-

ятия.

Лишь после тщательно проведенных расчетов и обобще-

ний по всем действующим предприятиям отрасли можно сде-

лать вывод, есть ли необходимость в строительстве нового за-

вода.

Развитие машиностроения и решение задач по наращива-

нию мощностей может оказаться целесообразным за счет ре-

конструкции действующих заводов. Проведение реконструк-

ции по сравнению со строительством новых предприятий име-

ет ряд преимуществ.

Строительство нового предприятия для каждого вида но-

вого изделия обладает следующими преимуществами:

1) ввод новых мощностей;

2) организация специализированного производства по из-

готовлению новых однотипных видов изделий.

Недостатки:

1) большие капитальные вложения в промышленную и

непромышленную деятельность;

2) при малых масштабах выпуска изделия:

а) универсальность основного производства;

б) наличие больших резервов мощностей;

в) необходимость подготовки квалифицированной рабо-

чей силы;

г) потери времени на формирование коллектива и накоп-

ление им опыта;

д) необходимость догрузки мощностей другой продукци-

ей;

е) низкий коэффициент фондоотдачи основных средств.

Совмещение производства нескольких видов изделий на

существующем предприятии:

Преимущества:

1) меньшие капитальные вложения;

2) использование существующих вспомогательных про-

изводств, обслуживающих хозяйств и аппарата заводоуправ-

ления;

3) выигрыш во времени в освоении новых видов продук-

ции;

4) более полное использование резервных мощностей;

5) догрузка мощностей родственной продукцией;

6) повышение серийности производства и объема произ-

водимой продукции;

7) более высокая маневренность производства при пере-

воде его с изготовления одного изделия на другое;

Недостатки:

1) расширение номенклатуры деталей;

2) увеличение переналадок оборудования и количества

партий деталей;

3) уменьшение фондоотдачи на один рубль основных

фондов;

4) усложнение планирования и управления.

Основными целями реконструкции предприятия должны

являться: наращивание мощностей (изменение качественного

состава оборудования, интенсификация производственных и

технологических процессов); резкое повышение степени меха-

низации и автоматизации производственных процессов; пере-

ход на автоматизированные системы управления цехами и

предприятиями.

Проекты реконструкции промышленных объектов и

строительства новых предприятий, выполняемые на научной

основе организации и управления производством, должны

предусматривать не столько расширение действующих пред-

приятий, сколько улучшение их производственно-

технологической структуры, углубление технологической спе-

циализации (вплоть до cпециализации рабочего места), совер-

шенствование форм организации и управления производством,

а также технологического оснащения, повышение уровня ме-

ханизации и автоматизации производственных процессов.

Содержание основных научных принципов современного

проектирования промышленных объектов заключается в сле-

дующем:

1) углубление подетальной и технологической специали-

зации заводов;

2) создание и внедрение наиболее эффективных средств

производства (агрегатных станков) автоматов и автоматиче-

ских линий;

3) повышение уровня механизации и комплексной авто-

матизации межцеховой и межоперационной транспортировки

заготовок и деталей;

4) механизация и автоматизация инженерного труда и

процессов управления производством на основе широкого

внедрения электроники и кибернетики (АСУП);

5) всемерное повышение уровня механизации и автома-

тизации технологических процессов изготовления, контроля и

испытаний деталей, сборочных узлов и готовых изделий.

3.2. Формы специализации и кооперирования в производстве

Одной из основных научно-технических предпосылок,

закладываемых в основу проектов заводов, является общест-

венное разделение труда.

Концентрация, специализация, кооперирование и комби-

нирование промышленных предприятий являются теми фор-

мами общественного разделения труда, на основе которых

возможно укрупнение производственных программ, увеличе-

ние серийности и массовости производства, создание эконо-

мических предпосылок для окупаемости сложнейших средств

автоматизации и механизации производственных процессов.

Специализация цехов машиностроительного производст-

ва развивается по следующим основным направлениям:

1) предметная специализация;

2) технологическая специализация;

3) специализация вспомогательных производств.

Предметная специализация состоит в профилировании

предприятия (завода, цеха) на выпуске продукции, однотипной

по конструкции, габаритам, весу и технологии производства.

Смысл предметной специализации заключается не в сокраще-

нии номенклатуры продукции, производимой на данном пред-

приятии, а в сокращении разноименной номенклатуры, в цен-

трализации производства изделий, связанных технологической

общностью.

Предметную форму специализации имеют цехи по изго-

товлению деталей, сборочных единиц или агрегатов (напри-

мер, при производстве двигателей цехи роторов компрессоров,

роторов турбин, коробок агрегатов и др.). Предметная форма

специализации с полным циклом изготовления деталей сбо-

рочных единиц и агрегатов менее распространена на авиаци-

онных предприятиях. Чаще всего встречается предметно-

подетальная или предметно-узловая специализация цехов с

неполным циклом изготовления продукции. По принципу

предметно-узловой специализации построены механосбороч-

ные и сварочно-сборочные цехи, выполняющие механические

и другие операции по обработке деталей, их сборке и сварке в

и другие виды работ. Последняя форма специализации приме-

няется редко.

Специализация вспомогательных производств включает

в себя инструментальное и ремонтное производство.

Наиболее эффективный путь развития и организации

инструментального производства – наращивание мощностей

действующих специализированных инструментальных заво-

дов, специализация и централизация инструментального про-

изводства в пределах отраслей машиностроения за счет ликви-

дации мелких инструментальных цехов, внедрение более про-

изводительного оборудования и механизации производствен-

ных процессов. Повышение уровня организации и специализа-

ции ремонтного производства должно вестись по следующим

направлениям:

1) увеличение процента запасных частей, выпускаемых

заводами-изготовителями, с одновременным прекращением

производства их на ремонтных заводах;

сборочные единицы. Предметно-подетальную специали-

зацию имеют цехи, выпускающие детали, классифицирован-

ные по каким-либо признакам, например: по однородности

конфигурации деталей – цех шестерен, по однородности мате-

риалов – цех цветного литья; по точности изготовления дета-

лей – цех точного литья; по габаритам деталей – цех крупных

деталей.

Предметная специализация создает предпосылки для

применения поточных линий, способствует повышению каче-

ства выпускаемой продукции (вследствие более четкой спе-

циализации рабочих), сокращает длительность грузопотоков и

производственного цикла (вследствие замкнутости обработки

деталей в пределах цеха), упрощает планирование и управле-

ние производством. Однако при малых масштабах производст-

ва предметная форма специализации цехов приводит к недос-

таточному использованию оборудования, площадей и специ-

альной оснастки.

Преимущества предметной специализации определяют

общую тенденцию перехода цехов машиностроительных заво-

дов от технологической специализации к предметной, и от

предметной с неполным циклом – к предметной с полным

циклом изготовления деталей и узлов.

Технологическую форму специализации имеют цехи, в

которых осуществляются однородные технологические про-

цессы.

Технологическая форма специализации цехов имеет две

разновидности: по виду обработки и по однородным операци-

ям внутри вида обработки. Примером первой являются куз-

нечный, литейный, термический цехи и цех покрытий, а вто-

рой – цехи, в которых производятся токарные, фрезерные, рас-

точные 2) создание специализированных заводов по производ-

ству запасных частей к изделиям, серийное производство кото-

рых прекращено, но которые все еще находятся в эксплуатации;

3) создание специализированных ремонтных объедине-

ний.

Специализированное производство должно отличаться

новыми технологическими методами и более совершенным

технологическим оборудованием, удельная стоимость которого

при увеличении масштабов производства резко уменьшается.

При специализированном производстве трудоемкость из-

готовления отдельных узлов и агрегатов изделия должна быть

снижена в несколько раз, а сроки окупаемости – не превышать

2-3 лет. Все другие показатели – удельные площади на едини-

цу продукции, выпуск на рубль основных средств, выработка

на одного производственного рабочего и т.п. – должны соот-

ветствовать новым условиям работы и быть в несколько раз

экономичнее сложившихся показателей мелкосерийного про-

изводства.

3.3. Серийность производства

Серийность производства в машиностроении определя-

ется номенклатурой и повторяемостью изготовляемых изде-

лий, их количеством в годовой программе выпуска с учетом

массы изделий и трудоемкости их изготовления. Отнесение

производства к определенному типу по серийности не всегда

может быть резко выражено. Особенно часто сопутствуют

единичное и мелкосерийное, крупносерийное и массовое про-

изводство. Поэтому в практике проектирования принято рас-

сматривать три типа производства: единичное и мелкосерий-

ное, серийное, крупносерийное и массовое. Иногда в одном

цехе одновременно выпускаются изделия разной серийности.

В этом случае цех относят к преобладающему в нем типу се-

рийности.

Единичным и мелкосерийным называется производство с

широкой номенклатурой изготовляемой продукций (изделий,

узлов, деталей, заготовок), каждый вид которой выпускается в

небольших количествах и на протяжении года не повторяется

или повторяется через нерегулярные промежутки времени.

Этот тип организации производства характерен для механиче-

ских цехов машиностроительных заводов и отличается при-

менением универсального оборудования (с расположением по-

следнего преимущественно по группам одинаковых видов об-

работки), универсальных приспособлений, нормального инст-

румента, универсальных подъемно-транспортных устройств.

Повышение технического уровня единичного и мелкосерийно-

го производства достигается путем конструктивной нормали-

зации деталей и узлов изделий, что позволяет увеличивать

размеры их партий, запускаемых в производство.

Серийным называется производство, характеризующееся

одновременным изготовлением установившейся номенклату-

ры изделий и периодичностью их выпуска в течение продол-

жительного времени. Выпуск продукции применительно к из-

делиям производится сериями, а применительно к деталям –

партиями. Характерным признаком серийного производства

является выполнение на каждом рабочем месте определенного

числа детале-операций одного или разных изделий. Показате-

лем степени серийности служит среднее количество детале-

операций, приходящееся на одно рабочее место в месяц, а сле-

довательно, и количество требуемых переналадок.

В зависимости от количества типоразмеров изделий в

номенклатуре и размера выпуска отдельных изделий в меха-

нических цехах при серийном производстве наряду с универ-

сальными оборудованием и приспособлениями, нормальным

инструментом применяют также и специализированное обору-

дование, а для отдельных деталей – даже специальные обору-

дование, приспособления и инструмент. Отделения и участки

цеха организуют по технологически сходным деталям (по

предметному признаку) с планировкой оборудования по видам

обработки в порядке последовательности осуществления тех-

нологического процесса. Для приближения технического

уровня серийного производства к крупносерийному организу-

ют групповые поточные линии, оснащенные универсально-

налаживаемыми приспособлениями (УНП) для обработки на

одних и тех же станках нескольких технологически сходных

деталей.

Подъемно-транспортные операции должны быть по воз-

можности механизированы.

Серийное производство авиадвигателей характеризуется

следующими особенностями: частой сменой типа изготовляе-

мых двигателей; большим количеством вносимых в конструк-

цию усовершенствований; параллельным производством изде-

лий нескольких модификаций; совмещением производства

сложных изделий с изготовлением другой продукции; высокой

маневренностью и мобильностью производства; широким меж-

отраслевым и внутриотраслевым кооперированием. Частая сме-

на типа изготовляемых изделий и непрерывное внесение в их

конструкцию усовершенствований требуют такой системы ор-

ганизации производства, которая обеспечивала бы слаженную

работу опытного и серийного производств и перевод серийного

производства на выпуск новых изделий в кратчайший срок.

Производство каждого нового изделия можно организо-

вать на действующем предприятии путем более полного ис-

пользования его резервных мощностей, проведения модерни-

зации или реконструкции.

Поскольку потребности народного хозяйства в каждом

отдельном виде нового изделия ограничены, более экономич-

ным представляется совмещение на одном предприятии произ-

водства нескольких видов новых изделий. Такая организация

производства принята на авиадвигателестроительных заводах.

Экономичность параллельного производства повышается с

расширением номенклатуры стандартных деталей и узлов и по-

вышением их конструктивно-технологического сходства. И на-

оборот, большое различие в конструкциях изделий увеличивает

номенклатуру деталей и узлов, количество технологических про-

цессов, оснастки и оборудования, что заставляет делить и спе-

циализировать основное производство по видам изделий.

Различные масштабы выпуска каждого вида изделия, ко-

гда одни изготовляются малыми сериями, другие - средними,

а третьи – крупными, также усложняют основное производст-

во.

Крупносерийное и массовое производство характеризу-

ется установившейся номенклатурой, включающей в себя одно

или несколько изделий, выпускаемых в больших количествах

на протяжении всего года. Непрерывность выпуска изделий

позволяет узко специализировать рабочие места, закрепить за

каждым из них одну детале-операцию.

Крупносерийное и массовое производство в машино-

строении характеризуется поточным методом работы.

Поточный метод работы представляет собой прогрессив-

ную форму организации производства в машиностроении. Наи-

более эффективные результаты его применение дает в массовом

производстве, однако он внедряется и в серийное производство.

Основные преимущества поточно-массового метода про-

изводства:

1) снижение трудоемкости изготовления продукции и

повышение производительности труда;