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

Подождите немного. Документ загружается.

Эмпирический метод расчета трудоемкости нового изде-

лия основан на использовании опыта заводов (прошлых пе-

риодов производства) и выявлении закономерностей формиро-

вания удельной и абсолютной величин трудоемкости. Эмпи-

рические закономерности, являющиеся в данном случае нор-

мативами, применяются для нового изделия без каких-либо

коррективов и устанавливаются на основе математической об-

работки статистических данных о фактической трудоемкости

изготовления изделий-аналогов одного вида и класса за доста-

точно длительный период их производства.

К недостаткам всех разновидностей базового эмпириче-

ского метода прогнозирования трудоемкости изготовления из-

делия относятся неизбежное отставание эмпирических данных

по трудоемкости аналогов, бывших в прошлом производстве,

от перспективной трудоемкости изготовления новых изделий,

так как при этом не учитываются качественные изменения,

происшедшие в конструкциях новых изделий, в технологии,

технике и организации производства. Изменение технического

уровня производства и конструктивно-технологическое со-

вершенство новых изделий ограничивают применение эмпи-

рического метода прогнозирования. Использование его воз-

можно лишь в том случае, если характеристики старого и но-

вого изделий достаточно близки, а завод имеет опыт производ-

ства продукции данного типа.

Преимуществом эмпирического метода является воз-

можность быстро определить предполагаемую трудоемкость

изготовления новых изделий для всех периодов их промыш-

ленного производства, причем даже при отсутствии серийных

чертежей. При этом трудоемкость устанавливается лишь в за-

висимости от принадлежности изделия к определенному клас-

су, типу и его конструктивной массы или же от других конст-

руктивных и эксплуатационных параметров.

Экспертный метод расчета трудоемкости производства

нового изделия основан на экспертной оценке трудоемкости

изготовления входящих в него сборочных единиц и деталей.

Трудоемкость определяется на каждую деталь, узел и агрегат

непосредственно или в сравнении с такими же конструктив-

ными элементами изделий-аналогов, ранее выпускавшихся

предприятием. Используются также эмпирические закономер-

ности формирования трудоемкости изготовления изделий-

аналогов с обязательным внесением поправок на новые конст-

руктивно-технологические характеристики и повышение орга-

низационно-технического уровня производства.

Существуют две разновидности экспертного метода: экс-

пертный безаналоговый и экспертный аналоговый методы.

Экспертный безаналоговый метод применяется для рас-

чета трудоемкости, когда новое изделие не имеет аналога или

в конструкции нового изделия имеются агрегаты (сборочные

единицы, детали), резко отличающиеся по своим конструктив-

но-технологическим характеристикам от аналога.

Расчет общей трудоемкости производится подетально и

ведется в такой последовательности:

1) выделяются крупные сборочные единицы и агрегаты,

по которым в дальнейшем будет определяться трудоемкость;

выбор сборочных единиц и агрегатов производится в соответст-

вии со схемой конструктивно-технологических членений двига-

теля, причем общая трудоемкость расчетных сборочных единиц

(из числа наиболее трудоемких) должна составлять примерно

70 - 80% от общей трудоемкости изготовления изделия;

2) экспертной оценкой устанавливается укрупненная

комплексная трудоемкость по всем видам работ изготовления

каждой детали и сборочной единицы в целом (при рассмотре-

нии чертежей нового изделия специалист-технолог определяет

норму времени на операции, руководствуясь личным опытом и

исходя из технологии производства);

3) по каждой расчетной сборочной единице и агрегату

устанавливается суммарная трудоемкость и определяется об-

щая трудоемкость изготовления нового изделия.

Экспертный аналоговый метод расчета позволяет опре-

делить трудоемкость изготовления нового изделия Тн по сле-

дующей формуле:

,ККtGT

спннн

(3.1)

где Gн - масса нового изделия в кг; tн - удельная трудоемкость

на 1 кг массы изделия; Kп - коэффициент, учитывающий рост

производительности труда; Kс - коэффициент, учитывающий

конструктивно-технологическую сложность нового изделия по

сравнению с изделием-аналогом.

Коэффициент Кн < 1.0 учитывает рост производительно-

сти труда рабочих при изготовлении нового изделия по срав-

нению со старым изделием-аналогом. Благодаря техническому

прогрессу производства, улучшению технологичности конст-

рукции изделия и повышению квалификации рабочих растет

производительность труда, а следовательно, снижается удель-

ная трудоемкость на один килограмм массы изделия.

Степень сложности изготовления нового изделия по

сравнению с изделием-аналогом определяется коэффициентом

сложности Кс .который в данном случае есть отношение тру-

довых затрат на изготовление отдельных элементов конструк-

ции нового изделия к трудовым затратам на изготовление ана-

логичных элементов конструкции старого изделия. Коэффици-

ент сложности устанавливается экспертным путем при сопос-

тавлении чертежей нового изделия и изделия-аналога.

Субъективная оценка трудоемкости изготовления новых

изделий – главный недостаток экспертного метода, который в

отдельных случаях может привести к ошибкам. Вместе с тем

он является пока единственным методом прогнозирования

трудоемкости изготовления новых оригинальных изделий.

Технологический расчетный метод требует разработки

технологии производства нового изделия. Технология произ-

водства может разрабатываться либо подетально, т.е. на каж-

дую деталь или сборочную единицу, либо на типовой предста-

витель однородной конструктивно-технологической группы

деталей и сборочных единиц, для чего должна быть проведена

классификация всей номенклатуры деталей изделия.

Конструктивно-технологическая группа должна форми-

роваться из деталей и сборочных единиц, родственных по на-

значению и конструктивным характеристикам, однородных по

технологическому процессу и близких по величинам трудоем-

кости изготовления.

Подетальная технология и технология на типовые пред-

ставители могут разрабатываться с различной степенью дета-

лизации:

1) операционная – в виде операционных технологических

карт;

2) укрупненная – в виде сводных технологических карт

на обработку всей детали или узла;

3) маршрутная – только с указанием последовательности

прохождения деталей или узлов по стадиям обработки или

сборки.

Технологическим расчетным методом устанавливают ве-

личину трудоемкости изготовления изделия лишь на опреде-

ленный масштаб выпуска.

3.7. Фонды времени работы оборудования и рабочих

При проектировании машиностроительных заводов, учи-

тывают три вида годовых фондов времени: календарный, но-

минальный (режимный) и действительный (расчетный).

Полный календарный годовой фонд времени единицы

оборудования равен произведению числа часов в сутки на чис-

ло дней в году, т.е. 24 х 365 = 8760 ч.

Номинальный (режимный) годовой фонд времени есть

время (в часах), в течение которого могла бы выполняться ра-

бота рабочим и могло работать оборудование при заданном

режиме работы, если бы не было неизбежных потерь.

Номинальный годовой фонд времени работы рабочих яв-

ляется постоянным, независимо от принятого графика работы,

и составляет: для производств с 41- часовой рабочей неделей -

2070 ч; для производств с 36-часовой рабочей неделей -1830ч.

При определении номинального годового фонда времени

работы оборудования из полного календарного фонда времени

исключаются часы, приходящиеся на выходные и предпразд-

ничные дни, на нерабочие смены, обеденные и межсменные пе-

рерывы, на сокращенные смены в предпраздничные дни.

Номинальные годовые фонды времени работы не могут

быть полностью использованы, так как существуют неизбеж-

ные непроизводственные затраты времени. Поэтому при опре-

делении потребного количества оборудования и численности

рабочих используют действительные (расчетные) фонды вре-

мени, выражающие время, которое в проектных расчетах мо-

жет быть полностью использовано для загрузки оборудования

и рабочих производственной работой.

Действительный (расчетный) годовой фонд времени по-

лучают путем исключения из номинального фонда непроиз-

водственных затрат времени, неизбежных для нормально ор-

ганизованного производства.

Для определения действительного (расчетного) годового

фонда времени работы оборудования из номинального фонда

времени исключают затраты времени на планово-

предупредительный ремонт в соответствии с утвержденными

нормами. Часть среднего ремонта, малые ремонты, профилак-

тические работы по осмотру и проверке оборудования следует

выполнять в выходные дни, а при двухсменном режиме рабо-

ты – в третью смену. Простои оборудования, вызванные не-

достатками в организации производства, при расчете действи-

тельного фонда времени работы оборудования при проектиро-

вании цехов не учитываются.

Действительный годовой фонд времени использования

рабочих мест без станочного оборудования (верстаков, стен-

дов и т.д.) принимают равным номинальному фонду времени

(2070ч – при одной смене, 4140 ч – при двух сменах и 6210 ч –

при трех сменах работы).

При определении действительного фонда времени рабо-

ты рабочих учитывают очередной и профессиональный отпус-

ка, учебные отпуска, болезни, отпуска по беременности и ро-

дам, время на кормление грудных детей, сокращенную про-

должительность рабочего дня подростков (в возрасте от 16 до

18 лет), выполнение государственных обязанностей. Невыхо-

ды на работу по другим причинам в расчет не принимаются.

Регламентированные перерывы для отдыха, устанавливаемые

в конвейерных и других производствах, при расчетах действи-

тельных фондов времени не учитываются. Они вводятся до-

полнительно при определении количества оборудования и

численности рабочих конкретного предприятия.

3.8. Методы расчета количества оборудования,

инвентаря и рабочих мест

Оборудование цеха подразделяется на производственное,

вспомогательное, подъемно-транспортное и энергетическое.

К производственному оборудованию относятся металло-

режущие станки, прессы, печи, моечные машины, специаль-

ные стенды и установки, на которых выполняются все основ-

ные технологические операции по обработке, окраске, сборке,

испытанию и упаковке деталей, сборочных единиц и изделий,

выпускаемых цехом.

К вспомогательному относится оборудование, на кото-

ром выполняется ремонт инструментов, прессформ, штампов,

приспособлений, производственного оборудования, изготов-

ление запасных частей, заточка инструментов; к вспомога-

тельному относится также и лабораторное оборудование.

К подъемно-транспортному относится оборудование,

обеспечивающее механизированную погрузку, разгрузку,

подъем и перемещение материалов, деталей, полуфабрикатов,

изделий и всех других грузов.

К энергетическому оборудованию относятся отдельно

стоящие источники преобразования тока, насосы, трансформа-

торы, генераторы. Энергетическое оборудование обеспечивает

работу всех других видов оборудования.

Рабочее место – это отдельный производственный уча-

сток, закрепленный за рабочим или бригадой рабочих и пред-

назначенный для выполнения определенных технологических

операций. Сборочный, испытательный или измерительный

стенд, позиция сборочного конвейера и т. п., обслуживаемые

группой рабочих, считаются одним рабочим местом.

При многостаночном обслуживании, т.е. когда один ра-

бочий обслуживает несколько станков, каждый станок счита-

ется одним рабочим местом. Многоместный верстак, на кото-

ром одновременно работают несколько рабочих, выполняю-

щих отдельные операции, имеет несколько рабочих мест, ко-

личество которых зависит от числа работающих на данном

верстаке рабочих.

Рабочие места делятся на механизированные и немехани-

зированные. К механизированным относятся рабочие места,

обеспеченные оборудованием, а к немеханизированным – ра-

бочие места, на которых выполняются ручные работы, хотя и с

эпизодическим использованием какого-либо оборудования или

специальных приспособлений (слесарные верстаки, рабочие

монтажные столы и т.д.). Инвентарь цеха подразделяется на

производственный и хозяйственный.

К производственному инвентарю относятся предметы

производственного обихода: столы для установки мелкого обо-

рудования (настольные сверлильные станки, ручные прессы и

пр.), ограждения машин, стеллажи, резервуары непроизводст-

венного назначения, тара для укладки и хранения материалов,

перевозки заготовок, деталей, полуфабрикатов и изделий.

К хозяйственному инвентарю относятся: конторская об-

становка, диваны, шкафы, стулья, счетные, пишущие, множи-

тельные машины и аппараты, вешалки, гардеробы, противо-

пожарное оборудование и др.

Расчет вспомогательного оборудования ведется главным

образом по процентному отношению количества единиц вспо-

могательного оборудования к количеству единиц обслуживае-

мого оборудования.

Определение видов, мощности и количества энергетиче-

ского оборудования производится в зависимости от установ-

ленной мощности электродвигателей, потребностей цеха в

сжатом воздухе, паре, газе, воде и др.

Потребное количество производственного оборудования

и рабочих мест определяется в зависимости от трудоемкости

выполняемого объема работ и фонда времени оборудования и

рабочих мест.

Потребное количество производственного оборудования

можно определить одним из следующих методов:

1) по штучной технически обоснованной норме времени

tшт или по штучно-калькуляционному времени tшт-к;

2) по суммарной трудоемкости на виды работ, получен-

ной вышеизложенным методом;

3) по часовой производительности оборудования;

4) по цикловому времени изготовления изделия;

5) по удельным показателям (например, по количеству

оборудования на тонну обрабатываемых деталей).

В зависимости от типа производства, стадии проектиро-

вания и требуемой точности расчет может вестись точно или

укрупнено.

Расчет потребного оборудования точным способом ве-

дется при разработке технического проекта цехов серийного и

массового производства, когда трудоемкость определяется по

подробно разработанным технологическим процессам. В этом

случае для обычного серийного (непоточного) производства

расчет ведется по каждому типоразмеру станков, а для поточ-

но-массового и поточно-серийного – для каждой операции.

Укрупненный способ расчета потребного оборудования

применяется в тех случаях, когда данных для точного расчета

недостаточно или его проведение невозможно из-за особо

кратких сроков проектирования. Последнее часто имеет место

при проектировании цехов единичного и мелкосерийного про-

изводства, когда производственная программа цеха настолько

разнообразна, что заранее точно установить ее номенклатуру

затруднительно. Укрупненным способом пользуются также в

начальном периоде проектирования цехов всех типов произ-

водств. При укрупненном способе расчет потребного оборудо-

вания ведется одним из рассмотренных выше методов укруп-

ненного расчета трудоемкости с привлечением технико-

экономических показателей, взятых из ранее выполненных

проектов.

Расчет потребного оборудования для серийного производ-

ства наиболее точно может быть выполнен по технически обос-

нованному штучному или штучно-калькуляционному времени.

При этом расчет по штучно-калькуляционному времени необ-

ходим, если доля подготовительно-заключительного времени,

входящая в состав нормы, относительно велика и может повли-

ять на количество рассчитываемого оборудования.

Для расчета потребного оборудования в соответствии с

разработанным технологическим процессом и нормой време-

ни, полученной для каждой операции и типоразмера оборудо-

вания, определяют годовой объем станко-часов, необходимых

для производства годового количества деталей и изготовления

запасных частей, и делят полученные данные на действитель-

ный расчетный годовой фонд работы оборудования. Такой

способ расчета оборудования применим и для единичного

производства, если имеются данные о времени обработки де-

талей, закрепленных за каждым типоразмером станка.

Потребное количество оборудования определяется по

формуле:

(3.2)

где

– суммарное нормированное время, необходимое для

обработки годового количества деталей на станках данного

типа, в станко-часах;

Фд - действительный (расчетный) годовой фонд времени

работы оборудования в часах.

Суммарное нормированное время

определяется по

данным технологического процесса и в общем случае составляет:

ПТ

к.шт

(3.3)

где Тшт-к1, Тшт.-к2, …, Тшт.-кn – штучно-калькуляционное

время соответственно 1,2, … n-ой детале-операции на обору-

довании данного типоразмера в мин; П1,П2, … ,

Пn – соответственно годовая производственная программа

изготовления деталей на станках данного типа.

Потребное количество оборудования для поточного про-

изводства рассчитывается в зависимости от величины такта

поточной линии. Величину такта получают по формуле:

. (3.4)

Определив такт, находят расчетное количество оборудо-

вания для одной операции для массового поточного, серийного

и штучного производства:

к.шт

(3.5)

При переменных многономенклатурных поточных лини-

ях величину такта (если разноименные детали выпускаются с

одним и тем же тактом) определяют по формуле:

,К

П...ПП

п21

мп

(3.6)

где Кн – коэффициент, учитывающий затраты времени на пе-

реналадку линии с одного наименования на другое (Кн = 0,95).

В этом случае количество станков, необходимое для

выполнения одной операции в переменно-поточной линии,

рассчитывают по формуле:

КФ

)П...ПП(ТТ

нд

n21к.шт

.п.м

к.шт

.п.р

(3.7)

Расчет количества оборудования, стендов, стапелей по

цикловому времени ведут по формуле:

ЦП

(3.8)

где Ц – цикл нахождения агрегата или изделия на стенде или

стапеле.

Определение потребного оборудования по технико- эко-

номическим показателям выполняют только в тех случаях, ко-

гда не требуется особая точность расчета или сроки проекти-

рования слишком малы. Технико-экономические показатели

могут быть представлены в виде выпуска деталей в тоннах на

единицу оборудования, в виде потребного количества обору-