Технологическая подготовка производства

На повышение  уровня технологической подготовки производства влияет ряд факторов, которые можно объединить в три  группы: технические, экономические  и организационные.

Технические факторы включают в себя разработку и применение:

- современных  технологических процессов получения  заготовок (методами порошковой  металлургии, точного литья, литья  под давлением, штамповки в  закрытых штампах и т.п.), обеспечивающих  снижение металло- и материалоемкость;

- прогрессивных  методов обработки (электрофизических,  электромеханической обработки  и др.), станков с ЧПУ, обрабатывающих  центров, роторных и роторно-конвейерных  линий;

- прогрессивных  методов термической и химико-термической  обработки;

- применение  современных средств активного  и объективного технического  контроля качества;

- применение  автоматизированной системы управления  производством;

- применение  системы автоматизированного проектирования (САПР) технологической оснастки;

- автоматизацию  контроля за выполнением сетевых графиков проектирования и производства средств технологического оснащения;

Например, замена технологических процессов литья  в кокиль технологическими процессами литья под давлением при изготовлении деталей из алюминиевых сплавов  позволила сократить цикл технологической  подготовки производства ОАО «ЗМЗ» и снизить затраты на ее проведение в 1,5 раза, при этом повысился уровень автоматизации производства, возросла производительность труда в два раза, снизилась металлоемкость продукции на 35%.

Экономические факторы - поэтапное опережающее  финансирование работ технологической  подготовки производства, предоставление льготных кредитов, создание фонда  стимулирования освоения (постановки на производство) новой техники.

Организационные факторы - развитие и углубление специализации  производства, аттестация качества технологических  процессов и изготовление средств  технологического оснащения, нестандартного оборудования по результатам качества опытного образца или первой промышленной партии изделий основного производства, улучшение организации вспомогательного производства; совершенствование взаимоотношений  между вспомогательным и основным производством; расширение внутризаводского, внутриотраслевого кооперирования.

Технологическая подготовка производства ОАО «ЗМЗ» может сопровождаться модернизацией оборудования, техническим перевооружением и реконструкцией, расширением отдельных производственных участков.

 

2.3 Автоматизация технологической подготовки производства

Одним из решающих направлений совершенствования  ТПП является создание и эффективное  использование автоматизированных систем, основанных на широком использовании  ЭВМ.

Автоматизированная  система технологической подготовки производства (АСТПП) является подсистемой  АСУП (автоматизированной системы управления предприятием) и состоит из функциональных подсистем более низкого уровня, выделенных в соответствии с задачами, решаемыми в процессе ТПП: системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПРТП), системы автоматизированного проектирования технологического оснащения (САПРТО), системы автоматизированного проектирования производственных подразделений (САПРПП) и системы управления технологической подготовки производства (АСУТПП).

В системе  автоматизированного проектирования формализация процессов выбора и  проектирования технологии, оснащения  и способов организации производства выполняется инженерами - специалистами  в области использования средств  вычислительной техники и автоматизации  проектирования. В зависимости от уровня автоматизации проектных  paбот различают системы с частичной автоматизацией, автоматизированные системы, решающие более комплексные задачи ТПП, автоматические, а также самонастраивающиеся и самоорганизующиеся системы высокого уровня.

В САПР с частичной  автоматизацией решаются отдельные  задачи, например, составление операционных карт, расчет норм штучного времени  выполнения операций и др. В автоматизированных системах решаются задачи применительно  к определенному классу изделий, деталей, технологических процессов, видов оснащения. Например, разрабатывается  технология изготовления тел вращения, выбираются средства технологического оснащения, проектируются участки, линии и т. д.

Автоматизированные  системы являются частью интегрированных  производственных систем, осуществляющих комплексную подготовку производства изделий для изготовления их на высокоорганизованных производственных системах типа ГПС. Самонастраивающиеся  и самоорганизующиеся системы могут  отслеживать изменение условий  производства, корректируя методы решения  задач. Участие человека в этих системах сводится к минимуму.

АСТПП - сложная  по структуре и функционированию кибернетическая система, находящаяся  в постоянном движении, реагирующая  на изменение данных, поступающих  в процессе проектирования от других подсистем, производственных и других подразделений, вырабатывающая ответные действия, в результате которых либо сохраняется стабильность существующего  положения, либо определяется вариант  ответного действия.

Обмен информации между системами происходите  помощью прямых и обратных связей. В процессе передачи по каналам связи  информация может принимать различные  формы, быть представленной на различных  носителях.

Обеспечение АСТПП необходимой информацией  организуется с использованием информационно-поисковой  системы (ИПС), которая в зависимости  от уровня автоматизации системы  проектирования может быть полумеханизированной, механизированной, использующей сортировочные  устройства электромеханического типа, или автоматизированной с использованием ЭВМ различного типа, допускающих  работу в диалоговом режиме. Применение разработанных ранее технических решений, найденных с помощью ИПС, позволяет снизить трудоемкость проектирования на 20 - 50% в зависимости от степени новизны разрабатываемых изделий и технологических процессов.

Автоматизированное  проектирование ТПП представляет собой  развернутый и сложный процесс  переработки информации разнообразного вида, формы и содержания. Основной целью создания АСТПП является ускорение  и совершенствование процессов  технологического проектирования за счет автоматизации и механизации  с помощью вычислительной техники  ряда сложных и трудоемких процессов  проектирования, поддающихся формальному  алгоритмическому описанию.

Разработка  и внедрение АСТПП, с одной  стороны, требуют наличия развитых стандартизации и унификации конструктивных элементов, типизации и нормализации технологических процессов и  оснащения, вычислительной техники и ее математического и программного обеспечения, а с другой - АСТПП стимулирует деятельность научных и проектных организаций в этом направлении и способствует повышению качества технологического проектирования, а также унификации технических решений.

Эффективность функционирования АСТПП определяется качеством построения и использования  единого банка данных технологического назначения, порядком формирования и  составом документации. Как правило, банк данных АСТПП содержит четыре группы документов:

- конструкторско-технологические  характеристики проектируемых изделий,  определяющих специализацию предприятия,  параметры деталей, сборочных  единиц, изделия в целом;

- эксплуатационно-технические  характеристики оборудования и  технологической оснастки, применяемых  на предприятии или находящихся  в стадиях проектирования;

- организационно-технологическая  документация, включающая технологические  маршруты, операционные карты, технологические  процессы изготовления деталей,  сборки изделий, конструкторские  и технологические спецификации, проекты линий, участков, производств;

- нормативно-справочная  документация, регламентирующая содержание, порядок работ в ТПП, требования, предъявленные к ним государственными  и отраслевыми стандартами, нормативной  документацией предприятия.

Завершающей стадией в АСТПП является подготовка технологической и проектной  документации для освоения выпуска  новой техники. В связи с автоматизацией работ меняется и носитель информации. По мере совершенствования АСТПП  сокращается доля традиционных форм конструкторской, технологической, организационно-экономической  и производственной информации. Возрастает доля информации на машинных носителях, магнитных лентах, дисках и др. В этом случае результаты проектирования технологии представляются в виде операционных карт, результаты синтеза траекторий движения инструментов - в виде расчетно-технологических карт, результаты проектирования средств технологического оснащения - в виде рабочих чертежей и конструкторских спецификаций, полученных на ЭВМ, графопостроителях и чертежно-графических автоматах только для осуществления контрольных функций.

Экономический эффект при автоматизированном проектировании достигается как за счет снижения трудоемкости самого процесса проектирования, так и за счет использования резервов в технологических процессах, таких  как повышение качества изделий, снижения её себестоимости, уменьшение расхода инструментов, уменьшение отходов  и т. п., а также за счет оптимизации  принимаемых решений, таких как  оптимизация раскроя материала, оптимизация режимов резания, оптимизация  распределения припусков.

2.4 Технико-экономический анализ и обоснование выбора ресурсосберегающего технологического процесса

Рассмотрев  варианты технологических процессов, обеспечивающих примерно одинаковое качество изделий, соответствующее требованиям  технического задания, технолог обязан выбрать наиболее экономичный из вариантов и детально его разработать.

Технологический процесс изготовления изделия (детали, узла) представляет собой строго определенную совокупность выполняемых в заданной последовательности технологических  операций. Эти операции меняют форму, размер и другие свойства детали (изделия, узла), а также ее состояние или  взаимное расположение отдельных элементов. Одна и та же операция может производиться  многими способами, на различном  оборудовании. Поэтому выбор ресурсосберегающего  технологического процесса заключается  в оптимизации каждой операции по минимуму потребления материальных, трудовых, энергетических ресурсов.

Важным показателем  экономичности названных ресурсов является снижение себестоимости (экономия ресурсов), связанное с применением  лучшего технологического процесса. Для определения снижения себестоимости (экономии) требуется рассчитать себестоимость  для каждого из сравниваемых вариантов  технологического процесса. Расчет полной себестоимости продукции при  применении каждого из вариантов  сложен. Он требует большого количества исходных данных и времени. Для упрощения  расчетов экономии представляется возможность  без ущерба для точности определять и сопоставлять не полную, атак называемую технологическую себестоимость, которая  включает только те элементы затрат на изготовление изделия, величина которых  различна для сравниваемых вариантов. Элементы себестоимости, которые для  этих процессов одинаковы или  изменяются незначительно, в расчет не включаются. Таким образом, технологическая  себестоимость - это условная себестоимость, состав ее статей непостоянен и устанавливается  в каждом отдельном случае.

Сопоставление вариантов технологической себестоимости  дает представление об экономичности  каждого из них.

Следует отметить, что величина технологической себестоимости  изготовления отдельных изделий (деталей  узлов) в значительной мере зависит  от объема производства. Следовательно, все затраты на изготовление изделий  по степени их зависимости от объема производства целесообразно подразделять на переменные ( ), годовой размер которых изменяется прямо пропорционально годовому объему выпуска продукции (N), и условно-постоянные ( ), годовой размер которых не зависит от изменения величины объема производства.

К переменным затратам относятся: затраты на основные материалы за вычетом реализуемых  отходов ( ), руб.; затраты на топливо, предназначенные для технологических целей ( ) руб.; затраты на различные виды энергии, предназначенные для технологических целей ( ), руб.; затраты на основную и дополнительную заработную плату основных производственных рабочих с отчислениями в фонд социальной защиты населения ( ), руб.; затраты, связанные с эксплуатацией универсального технологического оборудования ( ), руб.; затраты, связанные с эксплуатацией инструмента и универсальной онастки ( ), руб.

К условно-постоянным затратам относятся: затраты, связанные  с эксплуатацией оборудования, оснастки и инструмента, специально сконструированных для осуществления технологического процесса по данному варианту ( ). руб.; затраты на оплату подготовительно-заключительного времени ( ), руб.

Общая формула  технологической себестоимости  для операции ( ) имеет вид:

                                                                 (1.1)

Подставив соответствующие значения переменных и условно-постоянных расходов в  формулу (1.1), получим:

           (1.2)

После определения  технологической себестоимости  по вариантам (если рассматривается  не более двух вариантов) для каждого  из них определяется, при каком  годовом объеме производства (N) сравниваемые варианты будут экономически равноценны.

Для этого  решается система уравнений относительно объема производства N:

                                            (1.3)

При получим

                                                (1.4)

Эту величину годового объема производства продукции  принято называть критической. Если сопоставление вариантов технологического процесса осуществить графически, то будет очевидно, что критический  объем производства продукции является абсциссой точки пересечения  двух прямых с начальными ординатами и , выраженных для каждого варианта уравнением его технологической себестоимости.