Показатели производственной и эксплуатационной технологичности изделия

Важную роль в обеспечении конкурентоспособности изделий, повышении эффективности создания и освоения новой техники играет их производственная и эксплуатационная технологичность.

Производственная технологичность – это степень соответствия конструкции изделия оптимальным производственно-технологическим условиям ее изготовления при заданном объеме производства. Для обеспечения производственной технологичности изделию придается такая форма и выбираются такие материалы, которые обеспечивают наиболее экономичное изготовление. К нетехнологическим, как правило, относят конструкции, изготовление которых невозможно при современной технологии, либо вызывает неоправданное усложнение технологических операций, увеличение их трудоемкости, повышенный расход материалов.

К показателям производственной технологичности относятся:

Общая материалоемкость изделия:

, (9.2.4.)

где , , – расход материалов на заготовки, соответственно, из черных, цветных металлов и из неметаллических материалов.

Удельная материалоемкость изделия:

, (9.2.5.)

где – определяющий (главный) эксплуатационный параметр изделия (производительность, мощность, скорость).

Коэффициент использования материалов:

, (9.2.6.)

где – чистая масса изделия.

Суммарная трудоемкость изготовления изделия:

, (9.2.7.)

где – трудоемкость заготовительных работ;

– трудоемкость механической обработки;

– трудоемкость сборочных работ;

– трудоемкость прочих работ (консервация, упаковка).

Удельная трудоемкость изготовления изделия:

. (9.2.8.)

Удельная себестоимость изделия:

, (9.2.9.)

где – полная себестоимость изделия.

Эксплуатационная технологичность изделия проявляется в сокращении затрат времени и средств на техническое обслуживание и ремонт, а также в его надежности и удобстве в эксплуатации.

К показателям эксплуатационной технологичности изделия относятся:

Удельная трудоемкость технического обслуживания:

, (9.2.10.)

где – трудоемкость технического обслуживания.

Удельная трудоемкость эксплуатационных ремонтов:

, (9.2.11.)

где – трудоемкость эксплуатационных (текущего, среднего и капитального) ремонтов.

Удельная себестоимость технического обслуживания:

, (9.2.12.)

где – себестоимость технического обслуживания.

Удельная себестоимость эксплуатационных ремонтов:

, (9.2.13.)

где – себестоимость эксплуатационных ремонтов.

Показатели производственной и эксплуатационной технологичности проектируемого изделия сравниваются с показателями базовой модели изделия. Удельные показатели необходимы для сравнения вариантов изделий одинакового эксплуатационного назначения, но отличающихся по производительности, мощности и другим эксплуатационным параметрам.

Основными направлениями снижения материалоемкости и трудоемкости изделия являются:

– снижение массы изделия за счет выбора рационального материала (легированной стали, пластмассы);

– повышение коэффициента использования материала за счет прогрессивных технологий;

– сближение геометрических размеров заготовки с размерами готовой детали, сокращение припусков на обработку;

– применение точных методов формообразования деталей и заготовок (штамповка, прецизионное литье под давлением и др.);

– использование унифицированных и стандартных профилей проката, материалов и заготовок, выпускаемых специализированными заводами.

Тема 9.3. Содержание технологической подготовки производства

Задачи и содержание технологической подготовки производства

Технологическая подготовка производства (ТПП) представляет собой совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих технологическую готовность предприятия к выпуску нового изделия высокого качества, заданного объема в установленные сроки.

Основными задачами ТПП являются:

– обеспечение технологичности конструкции изделия;

– разработка технологических процессов;

– проектирование и изготовление технологической оснастки;

– отладка технологических процессов и освоение планового выпуска продукции.

В зависимости от типа производства применяются централизованная, децентрализованная и смешанная системы организации служб технологической подготовки.

Централизованная система ТПП применяется на предприятиях крупносерийного и массового производства и предусматривает, что разработка технологических процессов, проектирование оснастки, отладка технологических процессов, осуществляются единой технологической службой – отделом главного технолога предприятия. Технологические бюро цехов участвуют в решении текущих организационно-технических вопросов ТПП.

Децентрализованная система ТПП применяется на предприятиях единичного и мелкосерийного производства, где разработка технологических процессов и решение текущих задач выполняются силами технологических бюро цехов.

Отдел главного технолога разрабатывает межцеховые маршруты, групповые и типовые технологические процессы, занимается инструментальной подготовкой производства, унификацией и стандартизацией оснастки, осуществляет методическое руководство и контроль за работой цеховых технологических бюро.

Смешанная система ТПП применяется на предприятиях среднесерийного производства, где разработка новых технологических процессов и их внедрение возложены на отдел главного технолога. Цеховые технологические бюро выполняют работу по проектированию технологических процессов на основе ранее разработанных и имеющих несущественные различия, а также в отладке и внедрении их.

В настоящее время внедрена Единая система технологической подготовки производства (ЕСТПП) для изделий машиностроения и приборостроения.

ЕСТПП – это комплекс государственных стандартов, определяющих систему организации технологической подготовки производства на основе применения типовых и групповых технологических процессов, унифицированной технологической оснастки и средств механизации и автоматизации производственных процессов.

Стандарты ЕСТПП включают 6 классификационных групп:

0 – Общие положения.

1 – Правила организации и управления ТПП.

2 – Правила обеспечения технологичности конструкции.

3 – Правила разработки и применения технологических процессов и средств технологического оснащения.

4 – Правила применения средств механизации и автоматизации инженерно-технических работ.

5 – Прочие стандарты.

Например:

ГОСТ 14.004-83 “Технологическая подготовка производства. Термины и определения основных понятий”.

ГОСТ 14.201-83 “Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования”.

ГОСТ 14.322-83 “Нормирование расхода материалов. Основные положения”.

Организация работ по совершенствованию системы ТПП на предприятии подразделяется на 3 стадии:

– стадия технического задания;

– стадия технического проекта;

– стадия рабочего проекта.

В техническом задании определяется состав документации, подлежащей разработке, устанавливаются исполнители и сроки выполнения работ, приводятся расчеты экономической эффективности от выполнения работ и предполагаемые затраты.

На стадии технического проекта проводятся работы:

– отработка конструкции изделия на технологичность;

– проектирование и типизация технологических процессов;

– проектирование и унификация технологической оснастки;

– расчеты экономической эффективности.

Технический проект утверждается руководителем организации.

На стадии рабочего проекта проводятся работы:

– типизация и стандартизация технологических процессов;

– унификация и стандартизация технологической оснастки;

– классификация и кодирование технико-экономической информации;

– создание информационных массивов по ТПП.

Разработка и выбор оптимального варианта технологического процесса

Технологический процесс – это часть производственного процесса, где происходит непосредственное изменение формы, размеров и свойств предметов труда с целью получения детали или изделия с заданными техническими характеристиками.

С точки зрения технологической подготовки производства различают три вида технологических процессов:

– единичный технологический процесс предусматривает изготовление деталей или изделий одного наименования, типоразмера и исполнения;

– типовой технологический процесс предусматривает изготовление группы изделий разных наименований, но с общими конструктивными и технологическими признаками;

– групповой технологический процесс предназначен для изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

Под конструктивными признаками понимают признаки, характеризующие геометрическое описание изделия.

К технологическим признакам относятся: размерная характеристика изделия, группа материала, вид детали по технологическому методу ее изготовления, вид исходной заготовки, степень точности отработки, вид дополнительной обработки.

Технологические процессы по степени их детализации подразделяются на маршрутные, маршрутно-операционные и операционные. Для деталей единичного производства разрабатываются маршрутные технологические процессы. На изделия серийного и крупносерийного типов производств разрабатываются маршрутно-операционные технологические процессы. Для массового производства применяют операционные технологические процессы, в которых указаны все переходы, режимы обработки, эскизы наладок, планировка рабочего места.

Разработка технологических процессов включает:

1. Анализ исходных данных для разработки технологического процесса. Исходными данными являются конструкторская документация на изделие, отраслевые стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам и справочники.

2. Выбор действующего типового или группового технологического процесса или поиск аналога единичного процесса.

3. Выбор исходной заготовки по методу ее изготовления.

4. Составление технологического маршрута обработки изделия.

5. Разработка технологических операций.

6. Проектирование, изготовление специальной технологической оснастки.

7. Разработка технологических планировок, цехов и участков.

8. Расчет норм расхода материала и трудовых норм.

9. Определение требований техники безопасности.

Общие требования подготовки технологической документации определяются Единой системой технологической документации (ЕСТД).

ЕСТД включает комплекс госстандартов и нормативных документов, устанавливающих порядок разработки, комплектации, оформления и обращения технологической документации. Применение ЕСТД создает предпосылки для разработки прогрессивных типовых и групповых технологических процессов, а так же для создания информационной базы САПР.

ЕСТД насчитывает более 70 стандартов и методических указаний. Весь комплекс стандартов подразделяется на 10 классификационных групп, который предусматривает:

– общие положения по построению системы ЕСТД;

– общие правила по оформлению технологических документов;

– термины и определения основных понятий, применяемых при оформлении технологической документации;

– систему обозначений технологической документации и их комплектов;

– классификацию видов технологических документов;

– правила по отражению требований безопасности в технологических документах.

Например:

ГОСТ 3.1102-81. ЕСТД. Стадии разработки и виды документов.

ГОСТ 3.1118-82. ЕСТД. Формы и правила оформления маршрутных карт.

ГОСТ 3.1119-82. ЕСТД. Общие требования к комплектности и оформлению документов на единичные технологические процессы.

ГОСТ 3.1121-82. ЕСТД. Общие требования к комплектности и оформлению документов на типовые и групповые технологические процессы.

ГОСТ 3.1201-85. ЕСТД. Система обозначения технологической документации.

Технологическая себестоимость изделия – это часть его полной себестоимости, определяемая суммой затрат на осуществление непосредственно технологического процесса изготовления изделия.

При выборе варианта технологического процесса на основе минимальной технологической себестоимости все затраты делятся на условно-переменные и условно-постоянные.

К условно-переменным относятся затраты, находящиеся в прямой зависимости от объема производства.

Условно-постоянные затраты не меняются или меняются незначительно при изменении объемов производства.

Условно-переменные затраты в технологической себестоимости единицы продукции определяются по формуле:

, (9.3.1.)

где – затраты на материалы, которые определяются по формуле:

, (9.3.2.)

где – расход материала на составную часть изделия, кг;

– цена 1 кг материала (заготовки), руб.;

– коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы ;

– количество реализуемых отходов, кг;

– цена 1 кг отходов, руб.;

– основная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

, (9.3.3.)

где – штучно-калькуляционная норма времени на выполнение -й операции, мин.;

– часовая тарифная ставка рабочего на -ой операции, руб.;

– коэффициент выполнения норм ;

– число операций в технологическом процессе;

– дополнительная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

, (9.3.4.)

– отчисление на социальное страхование определяется по формуле:

, (9.3.5.)

где – коэффициент, учитывающий отчисление на социальное страхование, принимается по ставке единого социального налога .

Затраты на инструмент определяются по формуле:

, (9.3.6.)

где – количество инструмента -го вида, одновременно применяемого на -й операции;

– цена инструмента -го вида на -й операции, руб.;

– основное (машинное) время работы -го инструмента на -й операции, мин.;

– период стойкости инструмента -го вида до его полного износа, мин.;

- число операций;

- номенклатура инструментов на -й операции.

– затраты на ремонт и техническое обслуживание оборудования определяется по формуле:

, (9.3.7.)

где , – нормативы затрат на ремонт и техническое обслуживание на единицу ремонтной сложности, соответственно, по механической и электрической части оборудования, руб.;

, – категория ремонтной сложности механической и электрической частей оборудования;

– основное машинное время на -й операции, мин.;

– действительный (годовой) фонд времени работы оборудования, час.

– затраты на технологическую электроэнергию определяются по формуле:

, (9.3.8.)

где – стоимость 1 квт-часа электроэнергии, руб.;

– коэффициент загрузки электродвигателей по мощности ;

– коэффициент одновременности работы электродвигателей оборудования ;

– коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети ;

– коэффициент полезного действия (к. п. д.) электродвигателей оборудования ;

– установленная мощность электродвигателей оборудования на -й операции, кВт;

– основное (машинное) время работы оборудования на -й операции, мин.;

– количество операций в технологическом процессе.

Условно-постоянные затраты определяются по формуле:

, (9.3.9.)

где – сумма амортизационных отчислений за расчетный период (год), руб.;

– затраты на специальную оснастку и наладку оборудования, руб.

Технологическая себестоимость выпуска определенной программы изделий определяется по формуле:

, (9.3.10.)

где – условно-переменные затраты на изготовление одного изделия;

– программа выпуска изделий за расчетный период (год);

– условно-постоянные затраты на выпуск программы изделий.

Технологическая себестоимость изготовления одного изделия определяется по формуле:

. (9.3.11.)

Используя данные разных вариантов технологических процессов, следует сравнить технологическую себестоимость одного изделия и всей программы выпуска по каждому варианту. При сравнении двух вариантов технологии необходимо определить критическую программу выпуска, при которой затраты по обоим вариантам будут равны.

, (9.3.12.)

где , – технологическая себестоимость программы выпуска изделий по первому и второму вариантам технологических процессов.

Согласно форм. (9.3.10.) преобразуем форм. (9.3.12.):

, (9.3.13.)

где - критическая программа выпуска изделий.

,

. (9.3.14.)

Определив критическую программу выпуска изделий, необходимо сравнить ее с плановым выпуском и выбрать наиболее эффективный вариант технологического процесса в зависимости от объема производства согласно графика (рис. 9.3.1.).

Рис. 9.3.1. График выбора эффективного варианта технологического процесса

График зависимости технологической себестоимости по обоим вариантам от объема производства строится по уравнению (9.3.10), по которому также определяется критическая программа выпуска.

Из графика (рис. 9.3.1.) видно, что первый вариант технологического процесса с меньшими постоянными затратами и большими переменными выгоднее применять, когда плановый объем выпуска изделий будет меньше критической программы . При плановом объеме выпуска больше критической программы выгоднее применять второй вариант технологического процесса с большими постоянными затратами и меньшими переменными .

Если варианты технологических процессов значительно отличаются капитальными вложениями, то в качестве критерия оптимальности выбираются суммарные приведенные затраты, которые определяются по формуле:

, (9.3.15.)

где – капитальные затраты;

– коэффициент эффективности капитальных вложений (планируемая норма прибыли на 1 руб. капвложений).

Критическая программа выпуска определяется из условия:

; ; ;

.

(9.3.16.)