24.04.2020 Лекция 9-10 ПТ и ИН Технологический комплекс (Лекции)

24.04.2020 Промышленные технологии и инновации» группы

ИБМ 4-61-62б, 7-61-62-66б

ИБМ 5-61, 6-61-62б

Лекция 9

Технологические процессы как основа создания производственных систем

Технологические процессы, включенные в разработанные проекты в виде технологической документации (маршрутные и операционные карты) являются частью производственного процесса¹, целью которого является обеспечение выполнения технологически заданной последовательности действий по преобразованию материальных (нематериальных) ресурсов с помощью орудий труда² в рыночно- или производственно-востребованные экономические продукты.

Выбор оптимального технологического процесса

Оптимальным технологическим процессом является такой процесс, который обеспечивает наилучший путь достижения согласованного результата между конструктивными и технологическими требованиями, предъявляемыми к изготовлению изделий с позиций минимизации затрат, необходимых для производства качественных изделий.

В случае разработки программного обеспечения – это использование наилучшего пути (алгоритма) при решении конкретной задачи в той или иной сфере деятельности.

То есть при разработке технологического процесса должны учитываться не только конструктивные особенности требуемых инженерно-технических свойств конструкции (точности, прочности, надежности), но и всех основных свойств элементов изделия с позиций дизайна (форма, материал, размер и свойства поверхностей) или конфигурации алгоритма в случае программного продукта.

Применение эффективной технологии предполагает управление оптимизацией затрат труда (человеческих ресурсов), материалов (материальных ресурсов), используемых средств производства и времени:

а) при технологической подготовке производства;

б) в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта, включая подготовку изделия к его функционированию в рабочем режиме;

в) при организации контроля его работоспособности;

г) при профилактическом обслуживании.

Сегодня в структуре расходования человеческие ресурсы по сравнению с материальными занимают все большее и большее место. «Человеческий капитал, ‑ по заключению. Академика РАН Аганбегяна А.Г., - уже стал ведущим фактором производства и занимает сейчас порядка 80% в структуре национального богатства развитых стран. В середине XX века на него приходилось 48%, на природные ресурсы – 20%, на основной капитал – 32%». Отсюда следует, что в современной экономике производства материальные ресурсы при использовании уменьшаются, а человеческие – увеличиваются.

Условия организации производства, в которых будет изготавливаться изделие (тип производства, его организация, специализация, программа и повторяемость выпуска), определяются созданными возможностями для получения заданных свойств технологичности конструкции изделия, прежде всего, удобств в процессе эксплуатации и ремонта изделия, которые при этом должны обеспечить снижение:

1) трудоемкости изготовления;

2) себестоимости изделия;

При этом затраты на эксплуатацию и ремонт является одними из важных экономических критериев, и поэтому не могут игнорироваться ни дизайнерами, ни конструкторами.

Отсюда следует, что, если какое-то решение дизайнера усложняет ремонт или технические условия эксплуатации, но обеспечивает комфортность процесса эксплуатации изделия, конструкция не может считаться до конца совершенной, а требует конструктивной доработки.

Не устранение данного противоречия может повлечь за собой отрицательные рыночные последствия. Прежде всего, потерю потенциальных клиентов…

В данном случае именно конструктор обязан найти компромиссное решение (опираясь на анализ критериев, определяющих условия эксплуатации), которые известны разработчикам, но не могут быть выявлены покупателем во время покупки, и обнаруживаются им только в процессе эксплуатации.

Таким образом, эту особенность необходимо учитывать при проектировании изделий, так как стратегически может отрицательно повлиять на рынок, или динамику продаж будущих товаров фирмы. Это можно отнести к обеспечению не явных, или скрытых критериев, формирующих положительный имидж фирмы.

Лекция 9

Проектирование технологических комплексов и ранжирование технологий по уровню решаемых производственных задач

Технологический комплекс – это технологически организованное использование оборудования, инструментов и оснастки в соответствии с разрабатываемой технологией изготовления конкретного изделия, а также организация логистических потоков перемещения изделий в процессе их изготовления, а именно: транспортно-складских систем, организации хранения и упаковки изделий.

В ходе проектирования технологические комплексы объединяются в единую производственную систему, которая решают три группы задач:

1) технологические задачи;

2) организационно-управленческие задачи;

3) экономические задачи.

К основным технологическим задачам относятся:

1) проектирование технологического процесса изготовления изделий, который является базовой частью организации любого производственного процесса, отвечающего за последовательное изменение состояния свойств объекта производства в процессе его изготовления;

2) выбор и расчет количества основного и вспомогательного оборудования;

3) определение потребностей в количестве и качестве рабочей силы;

4) проектирование транспортно-складских систем, систем управления, контроля и диагностики, инструментообеспечения, удаления отходов, ремонтно-технического обслуживания производственного оборудования;

5) разработка компоновочного плана производственных помещений в виде чертежа с указанием расположения цехов, участков и т.д.

Его назначение:

– взаимная технико-технологическая связь цехов и участков, входящих в состав производственного комплекса;

‑ выбор эксплуатационно-технических норм использования внутрицехового транспорта;

‑ анализ грузовых и людских потоков;

‑ определение наилучшего расположения вспомогательных, бытовых и других помещений по отношению к производственным цехам.

Отсюда следует, что компоновку цеха (или производственного корпуса) разрабатывают с учетом:

‑ особенностей технологических процессов, необходимых для организации производства конкретной продукции;

‑ санитарных норм (СН) (например, нормируются уровни шума, вибрации, ионизирующих излучений и т.д.);

‑ строительных норм и правил (СНиП) (например, нормируются удаление бытовок, санузлов от рабочих мест, эвакуация и т.д.).

К основным организационно-управленческим задачам относятся:

1) разработка рациональной организационной структуры производственной системы.

Например, для цехов – это определение состава и характера взаимосвязей между основными и вспомогательными подразделениями, расположение оборудования (предметное, групповое, поточное);

2) составление схемы связей вновь проектируемого цеха с другими цехами и службами завода;

3) обоснование организационной структуры управления в зависимости:

‑ от масштаба производства;

‑ от сложности обрабатываемых изделий,

‑ от степени централизации выполнения основных функций управления (подготовка производства, планирование, учет, контроль);

4) обоснование и составление штатного расписания обслуживающего персонала.

К основным экономическим задачам относятся:

1) расчет производственной программы каждого подразделения с указанием номенклатуры выпускаемых изделий;

2) определение размеров основных и оборотных средств, себестоимости продукции и эффективности производства.

Все перечисленные задачи являются достаточно трудоемкими, но часто решающими при принятии управленческих решений, т.е. весьма ответственными, требующими значительных затрат труда, времени и усилий.

Практика показывает, что большинство проблем, возникающих при проектировании ПС в настоящее время успешно решаются с помощью методов автоматизированного проектирования (АП) производственных систем.

Использование современных информационных (в том числе цифровых) технологий при проектировании ПС создает условия для повышения их функциональной и технологической надежности, а также достижения требуемой экономической эффективности при их эксплуатации.

. Основные стадии проектирования производственных систем

При проектировании и подготовке к запуску в эксплуатацию новых ПС (особенно автоматизированных) решается целый комплекс организационных, конструкторских, технологических и экономических проблем. Это невозможно без глубокой проработки проектной документации с детализацией всех проектных решений, которая требует высокого профессионализма как со стороны заказчиков проектирования новой ПС, так и со стороны ее проектировщиков.

Организация проектирования ПС включает в себя следующие основные стадии:

1) предпроектную (подготовитльную) стадию;

2) проектную стадию;

3) стадию внедрения (или заключительную стадию).

54. 1. На предпроектной стадии заказчик (представители совета директоров, государства в лице представителей профильных министерств и ведомств и т.п.) вместе с потенциальным разработчиком новой производственной системы (НПС) проводят анализ технологических возможностей существующей ПС. Для этого:

1) определяются технико-технологические возможности расширения номенклатуры деталей, предполагаемых к обработке на вновь создаваемой ПС. При необходимости рассматривается снятие с производства устаревшей номенклатуры;

2) определяется состав новых технических средств, необходимых для организации и запуска планируемого технологического процесса.

Анализ технологических возможностей при создании новой ПС проводится с соблюдением этапов по следующему алгоритму. Проводится:

1. описание основных организационно-технических направлений, в которых предполагается использование современных технических средств, включая:

а) комплексное решение производственных задач на новом организационном уровне,

б) повышение уровня автоматизации в условиях действующего производства,

в) оперативный план перехода на выпуск новой продукции;

1. технологическое описание изготовления тех деталей, которые планируются к обработке на новой ПС;

2. техническое обоснование необходимого уровня автоматизации обработки;

3. выбор оборудования с учетом уровня автоматизации и технологического назначения новой ПС;

4. выбор вспомогательных систем и средств с учетом намеченного уровня автоматизации и выбранного оборудования;

5. выбор новых элементов управления производственной системой (например, на базе управляющего вычислительного комплекса - УВК);

6. оценка экономической эффективности создания ПС.

В результате анализа технологических возможностей НПС разрабатывают техническое задание (ТЗ) на проектирование НПС которое включает в себя:

1) наименование новой ПС и область ее применения;

2) уровень документов принятия решения для разработки НПС (приказ, решение, постановление и т.п.);

3) цель разработки НПС и ее конкретное назначение;

4) источники руководящих материалов, на базе которых должна проводиться разработка (ГОСТы, ОСТы, ТУ и т.п.);

5) перечень технических требований к разработке НПС;

6) выбор технико-экономических показателей, на которые должна ориентироваться разработка НПС;

7) стадии и этапы разработки;

8) порядок контроля и уровня приемки.

Отметим, что кроме общего ТЗ разрабатываются частные ТЗ на вспомогательные подсистемы.

2. На проектной стадии разработчик выполняет два вида проектов: технический и рабочий.

Цель технического проекта:

1) выбор наиболее рационального технико-технологического варианта ПС, отвечающего требованиям утвержденного ТЗ;

2) разработка необходимой документации для комплексного внедрения технологии, организации производства, системы управления и технических средств.

Именно на этом этапе осуществляют выбор типовых решений, отвечающих требованиям конкретных производственных условий.

В состав технического проекта входят:

1) маршрутная и операционная технологии обработки деталей (см. информацию в интернете);

2) планировка рабочих мест для всех подразделений;

3) система организации производственных процессов, включая технологическую подготовку производства и технологию контроля НПС;

4) технико-экономическое обоснование проекта;

5) разработка ТЗ на проектирование нестандартного основного и вспомогательного оборудования, инструмента, оснастки приспособлений.

Цель рабочего проекта – уточнение всех положений технического проекта и разработка рабочей документации, необходимой для запуска и дальнейшего функционирования новой ПС, включая конструкторскую документацию:

1) на модернизацию оборудования,

2) на разработку нестандартного оборудования, инструмента, оснастки, средств управления, транспортно-складской системы, рабочей планировки ПС, рабочих технологических процессов.

3. На стадии внедрения выполняются следующие виды работ:

1. комплектация, изготовление, монтаж и наладка технических средств по проекту;

2. экспериментальное внедрение или опытная отладка, включая и прокатку систем управления;

3. перевод части номенклатуры деталей действующего производства на новую производственную систему.

В промышленную эксплуатацию новая производственная система принимается после контроля:

1) соответствия разработанной технической документации утвержденному техническому заданию;

2) порядка функционирования, оценки технического уровня разработанной ПС и эффективности ее работы;

3) готовности предприятия к эксплуатации новой ПС.

Контрольные вопросы к лекции 9