Электронные лекции

Лекция 1. 11 февраля 2008 г.
ОПП – дисциплина, которая изучает координацию и оптимизацию технических элементов
производства во времени и пространстве.
Задачи ОПП:
повысить прибыль, производительность, рентабельность
сократить сроки освоения новой техники
сократить длительность производственного цикла
снизить трудоемкость, энергоемкость, материалоемкость
1.) Прибыль считается так:
П = (∑ N i Ц оi − ∑ N i S ni ) , где N i - количество выпущенной продукции, Ц оi - оптовая цена,
S ni - себестоимость единицы продукции.
2.) Рентабельность выглядит хде-та так:
П
P=
100% , где Фчт - средние годовые фонды основных средств, Фоб Фчт + Фоб
нормативные оборотные фонды (основные средства).
3.) Трудоемкость – суммарные затраты чистого времени на единицу продукции.
4.) длительность производственного цикла Ti - календарное время от начала до окончания
производства продукции.
Этапы жизненного цикла изделия:
1 – маркетинг (изучение потенциального спроса на рынке)
12
1
2 – проектирование и разработка технических требований
11
2
3 – разработка продукции
3 4 – материально-техническое снабжение (МТС, гыгы ☺)
10
5 – подготовка и разработка производственного процесса
4
9
6 – производство
7
– контроль и проведение испытаний
5
8
7
6
8 – упаковка и хранение продукции
9 – реализация и распределение продукции
10 – монтаж и эксплуатация
11 – техническая помощь и обслуживание, ремонт
12 – утилизация после использования
ОПП рассматривает этапы с третьего по шестой.
Предмет дисциплины – это формы и методы системы организации производства на
предприятии, а также исследование соответствия форм и методов производственным
условиям данного предприятия.
Теоретические основы:
классификация подсистем предприятия
принципы организации производственного процесса
Цель ОПП – обеспечение экономической эффективности путем достижения наилучших
экономических показателей, которые влияют на затраты по изготовлению и реализации
продукции и на прибыль предприятия.
Цель деятельности предприятия:
1.) удовлетворения потребностей потребителя.
2.) получение необходимой и достаточной прибыли для оплаты труда и развитя
предприятия.
Развитие науки об организации производства.
Зародилась в конце 19-го века. Родоначальник – Тейлор.
Основные положения теории Тейлора:
разделение производственного процесса на отдельные операции, отделение
основных операций от вспомогательных
определение времени на выполнение операции
введение дифференциальной системы оплаты труда (предусматривала повышение
расценки выполнившим и перевыполнившим норму и снижение лохам).
введение системы учета и контроля
Генри Форд и положения его теории:
максимальное разделение труда (ввел поточное производство)
стандартизация изделий, узлов и деталей
применение узкоспециального оборудования
расположение рабочих мест в порядке выполнения технологических операций
(позволило значительно сократить время производственного цикла изделия)
введение массового поточного производства
минимизация применения ручного труда
применение разнообразных транспортных и вспомогательных средств, в том числе
работающих непрерывно
тщательная подготовка производства (то есть к началу производства должна быть
вся оснастка, материалы, оборудование)
вертикальное строение производства
Анри Файоль разработал систему управления производством, выделив различные
функции (операции) управления: технологические, коммерческие, финансовые, учетносчетные, административные и прочее.
Гарри Эмерсон разработал 12 принципов производительности.
1.) принцип точно поставленной цели – является принципом максимальносй
производительности
2.) здравый смысл
3.) компетентная косультация
4.) наличие норм и нормативов
5.) стандартизация
6.) вознаграждение
7.) справедливое отношение к персоналу
Гант разработал графики, позволившие определить начало и окончание той или иной
операции.
Черновский и Саттель тоже крутые перцы, но что они сделали хз ;).
Предприятие как объект организации производства.
Предприятие – самостоятельная хозяйственная единица с правами юридического лица.
Формальные признаки прав юридического лица:
наличие фирменного наименования
наличие печати
наличие расчетного счета
ведение бухгалтерского учета, составление финансового баланса и баланса
прибыли и убытков
Все экономические, правовые и социальные основы создания предприятия определены
гражданским кодексом РФ.
Задачи перед предприятием:
1.) удовлетворение спроса потребителей
2.) совершенствование выпускаемой продукции и разработка новых изделий
3.) повышение производительности труда
Подсистемы предприятия классифицируются:
1.) по иерархическим признакам (производственные цеха, участки, рабочие места)
2.) по функциональному признаку (по характеру выполняемого производственного
процесса)
3.) по технической подготовке производства
4.) подсистема основного производственного процесса
5.) подсистема вспомогательного производства
Техническая подготовка производства включает:
конструкторскую подготовку производства (КПП)
технологическую подготовку производства (ТПП)
организационную подготовку производства (ОПП)
Лекция 2. 18 февраля 2008 г.
1.) правоустанавливающие документы
2.) особенности машиностроительных предприятий
3.) типы производства
4.) структура предприятия
Основным документом является Гражданский Кодекс Часть 1. Он определяет основу
создания предприятий, условия, многообразие форм собственности (частная,
муниципальная, государственная, общественных организаций, международных
организаций), организационно-правовые формы предприятий (ООО, ОАО);
регламентирует права и ответственность предприятий; устанавливает меры по защите и
государственной поддержке (регулировании) предприятий.
Особенности машиностроительных предприятий:
9 многономенклатурность производимой продукции
9 изделия сложны по составу
9 дискретность технологических процессов
9 разнообразие процессов (последовательность операций)
9 большое количество различных служб
9 очень большое количество используемых материалов (материалоемкость)
Типы производства как критерий определяется:
1.) характером выпускаемой продукции
2.) масштабом выпуска продукции (программой)
3.) постоянством выпуска данной продукции
4.) квалификацией рабочей силы
5.) оснасткой
6.) длительностью рабочего цикла
7.) трудоемкостью
Серийное производство характеризуется коэффициентом закрепления операций:
i
К закр = то , где iто - количество технологических операций, ωi - число рабочих мест на
опер
ωi
каждой операции.
21…40 – мелкосерийное производство
11…20 – среднесерийное производство
2…10 – крупносерийное производство
Основной признак по которому определяется тип производства – ведущая номенклатура, а
для нее по цеху с наибольшей трудоемкостью.
Структура предприятия.
1.) управление
2.) основное производство
3.) обслуживающее производство
Цех – административно обособленный элемент предприятия, выполняет определенную
стадию производства:
1.) производственные (основные), направленные на выпуск основной продукции
2.) вспомогательные, обеспечивающие работоспособность основных цехов;
инструментальное, ремонтное производство
3.) обслуживающие: транспортные, упаковочные
4.) побочные цеха
Обслуживающие организации: поликлиники, общежития, гаражи.
Предприятия бывают с полной структурой и с неполной структурой.
Дальнейшая детализация цехов идет по производственным звеньям: заготовительные цеха,
цеха механической обработки, сборочные цеха.
Цеха также разделяются по специализации:
¾ предметная (оборудование стоит по ходу изготовления изделия, при этом
уменьшается длительность цикла изготовления изделия)
¾ технологическая (когда разделяют участки по изготовлению изделий: литейный,
штамповочный, сварочный)
Производственный процесс – это комплекс взаимосвязанных операций, которые
выполняются с целью получения готовой продукции.
Структурная единица производственного процесса – операция.
Операция – законченная часть производственного процесса, которая выполняется на
одном рабочем месте. Операции делятся на технологические и нетехнологические. К
технологическим операциям относятся операции, которые обеспечивают изменение
формы, размеров, свойств или состава изделия. Нетехнологические обеспечивают
выполнение технологических (транспорт, контроль). По степени участия рабочих в
выполнении операций операции могут быть ручные, машинно-ручные, машинные,
автоматизированные.
Классификация производственного процесса:
1.) основной – операции по изменению свойств, формы, химического состава изделия
2.) вспомогательный – изготовления оснастки, ремонт оборудования
3.) обслуживающий – операции обеспечивающие выполнение основного и
вспомогательного процессов
Цель организации производственного процесса – обеспечение рационального сочетания
во времени и пространстве всех фаз и видов производственного процесса, рациональное
сочетание трудовых сил, средств производства, предметов труда.
Принципы организации производственного процесса:
1.) принцип специализации. Означает ограничение количества наименований изделий,
закрепляемых за рабочим местом, участком, цехом, предприятием. Основное
направление, которое увеличивает уровень специализации – стандартизация
изделий.
2.) принцип прямоточности. Означает расположение рабочих мест в порядке
выполнения операций процесса.
3.) принцип пропорциональности. Означает одинаковое по мощности развитие всех
подразделений предприятия.
4.) параллельность. Означает одновременное выполнение различных операций по
изготовлению деталей одного наименования.
5.) принцип непрерывности. Это обеспечение наименьших перерывов между
операциями.
6.) ритмичность. Это равномерность запуска и выпуска изделия.
7.) организация механизации и автоматизации всех операций производственного
процесса.
Данные принципы позволяют сократить цикл производственного процесса.
Длительность производственного цикла – период времени, в течение которого материал
или заготовки проходят все операции производственного процесса с целью получения
готовой продукции, в календарных днях.
Т пр - это период времени от запуска изделия до выпуска готовой продукции.
Длительность производственного цикла зависит от следующих факторов: от величины
производственной партии, от количества выполняемых операций, от сложности изделия.
Т пр = Т тех + Т к + Т тр + Т прол , где Т тех - технологический цикл изделия, Т к - время
контрольных операций, Т тр - время транспортных операций, Т прол - время пролеживания.
Организация и планирование инновационного процесса.
Содержание и этапы инновационного процесса.
Инновационный процесс – это комплекс работ по созданию, распространению и освоению
инноваций, то есть нововведений. К новшеству относят результаты интеллектуального
труда, в том числе новый вид продукции и услуг, продукцию с новым качеством, новые
технологии, изобретения, новые решения производственного, организационного,
финансового или административного характера.
Нововведение должно обладать новизной, иметь рыночный спрос, приносить прибыль
производителю. Нововведение – объект инновационного процесса. Период времени от
зарождения идеи новшества до его использования называется жизненным циклом
инновации, он состоит из следующих этапов:
1.) фундаментальный НИР (из бюджета). Результативно оценивается тем, какой
процент работ переходит в прикладные
2.) прикладные НИР
3.) опытно-конструкторные работы и экспериментальные работы (финансируются
предприятиями)
4.) производство, маркетинг, сбыт
Инновационная деятельность – это совокупность работ, направленных на практическое
использование результата научного, научно-технического труда с целью получения
нового продукта, улучшения его качества и применения его способа в производстве
продукта.
Свойства нововведения:
1.) научная и научно техническая новизна
2.) применяемость
3.) коммерческая реализуемость
Классификация инновации и инновационных процессов.
Сфера инновационной деятельности
Рынок новшеств
(инновации)
Рынок
конкурентов
(инвесторов)
Инновационная
инфраструктура
Рынок капитала
(инвесторов)
Инновационная инфраструктура – это комплекс взаимосвязанных структур,
обслуживающих и обеспечивающих инновационную деятельность. К таким структурам
относятся:
9 нормативно-правовая база поддержки малого предпринимательства
9 финансово-кредитная и инвестиционная поддержка
9 производственная и инновационная деятельность малых предприятий
9 информационное обеспечение малых предприятий
9 научно-методическое и кадровое обеспечение малых предприятий
9 создание системы обществ и государственной поддержки малых предприятий
Лекция 3. 3 марта 2008 г.
Классификация инноваций и инновационных процессов:
1.) содержание новации
2.) сфера разработки и распространения новации
3.) новационный потенциал
4.) степень новизны
5.) уровень разработки и распространения
6.) количество участников в инновационном процессе
Инновационное предпринимательство.
Существует две модели предпринимательства: классическая и инновационная.
Классическое (рутинное) ориентировано на производство и поставку на рынок
традиционных товаров. Инновации тут могут быть такие:
1.) использование новых методов организации производства
2.) использование новых технических или технологических элементов
3.) повышение качества продукции.
Инновационное (продуктивное) предпринимательство ориентировано на нововведения, то
есть на поиск нового проекта в области продукции, услуг, технологий, организации
производства и их комплексное использование. Результатом этой инновационной
деятельности является товар, который предприниматель реализует потребителю
инновационной продукции.
Объекты и субъекты инновационного предпринимательства.
Объект инновационного предпринимательства – это интеллектуальный продукт,
произведенный посредством интеллектуальной деятельности:
¾ научно-техническая продукция
¾ продукция информатики
¾ продукты культуры
Субъекты инновационного предпринимательства:
¾ НИИ
¾ производственно-конструкторские институты (ПКИ)
¾ ВУЗы
¾ предприятия
¾ венчурные фирмы (рисковые)
¾ изобретатели, конструкторы, технологи и научные работники
Инвестиции в инновационном процессе.
Инвестиции – это долгосрочные вложения средств в производственную,
предпринимательскую и иную деятельность с целью организации производства
продукции (выполнение работ или услуг) и получения прибыли и других конечных
результатов.
Объекты инвестиций: прикладные исследования, опытно-конструкторские работы,
производство новых изделий.
Субъекты инвестиций: организации и предприятия.
Классификация видов финансирования.
Виды финансирования
Собственные средства
Привлеченные средства
Специальные формы
финансирования
Прибыль
Кредиты поставщиков
Спонсорство
Аммортизация
Банковские ссуды
Лизинг
Резервные отчисления
Паевые взносы
Фонды предприятия
Облигации
Государственные
программы
финансирования
Для реализации инновационного проекта необходимы маркетинговые исследования
потребительского рынка с целью выявления спроса, объема продаж. Это необходимо для
оценки результативности инвестиций. При выявлении возможного объема продаж
необходимо оценить: общий размер рынка, долю рынка, срок выпуска новой продукции,
вероятность коммерческого успеха.
При маркетинговых исследованиях:
1.) выявляются действительные потенциально возможные конкуренты
2.) сравнивается продукт, как результат инновационного проекта с аналогичным
продуктом конкурентов
3.) оцениваются ожидаемые последствия от действий на рынке конкурентов
Риски в инновационном предпринимательстве.
Риск – принятие решения, результат которого заранее неизвестен.
Виды рисков в инновационном предпринимательстве:
1.) риски ошибочного выбора инновационного проекта
2.) риски необеспеченности инновационного проекта финансированием
3.) маркетинговые риски снабжения ресурсами инновационного проекта
4.) маркетинговые риски сбыта результатов инновационного проекта
5.) риски невыполнения хозяйственных договоров или контрактов
6.) риски возникновения непредвиденных затрат и снижения доходов
7.) риски конкуренции
Риск в экономическом плане – вероятность возникновения убытков или недополучения
доходов по сравнению с прогнозируемым вариантом. При этом возможны варианты
отклонения отрицательного или положительно экономического результата.
Отрицательный результат – это проигрыш, ущерб, убыток. Положительный результат –
выигрыш, выгода, прибыль.
Риски, связанные с вложением капитала относятся к инвестиционным рисам.
Существенное значение при принятии решения об участии в проекте является оценка
инвестиционных рисков. Высокий риск снижает коммерческую привлекательность
проекта. Увеличение риска должно быть компенсировано премией, учитываемой в части
дисконта.
Зависимость между желаемой доходностью проекта и вероятностью ее достижения (также
называют ставкой дисконта):
вероятность
1
0.8
0.6
W/Дж
W
0.4
Дж
0.2
доходность,%
0
10
30
50
70
100
Организация, планирование, создание и освоение новой техники. Выбор
решения по выпуску продукции.
Если имеется несколько вариантов создания продукции, то задача выбора решения по
выпуску продукции состоит в том, чтобы установить какой из вариантов нужно принять к
исполнению, чтобы в дальнейшем разработать для него необходимую техническую
документацию и освоить производство.
В наиболее простом случае выбор решения включает следующие элементы:
1.) анализ и разработку стратегии что производить и тактические варианты ее
осуществления
2.) анализ состояния субъективных условий, не поддающихся влиянию самого
предприятия
3.) прогноз, оценивающий вероятность каждого из возможных состояний объективных
условий
4.) анализ результатов, возникающий при выбранной стратегии при данных объективных
условиях
5.) выбор решения на основе принятого критерия.
Стратегия – набор альтернативных вариантов производства новой продукции.
Выбор решения по выпуску продукции.
Выбор стратегии предполагает наличие конкурентов. Руководитель принимает решение
по выпуску новой продукции, опираясь на имеющиеся ресурсы, как то: финансовые,
материальные (оборудование, здание, сооружения), людские, производственные. Затраты
делят на две части: постоянную и переменную. Постоянные – затраты вложенные один раз,
а переменные уже хз /.
Лекция 4. 17 марта 2008 г.
Освоение производства новой техники.
Освоение производства – это начальный период промышленного производства новой
продукции. В этот период достигаются проектные технико-экономические показатели
(количество продукции, ее трудоемкость и себестоимость). Период освоения производства
выделяют для массового и серийного
производства, для которых характерна стабильность номенклатуры выпускаемой
продукции. Для единичного производства этот период отсутствует. Во время освоения
производства продолжается конструкторско-технологическая доработка продукции
(нового изделия) и приспособление производства к выпуску. Во время этого периода
характерна динамичность технико-экономических показателей.
Для автозаводов:
9 трудовые затраты в период освоения уменьшаются в 2.5-4 раза.
9 затраты на материалы уменьшаются на 15-20%
9 затраты на оснастку и инструменты уменьшаются ~5%
9 потери на брак уменьшаются на 10%
В этот период проводится значительно количество конструкторско-технологических
изменений: корректировка документации, техпроцессов, оснащения и операций.
Доработка конструкторско-технологической документации часто по времени равна ее
разработке.
Основные характеристики процесса освоения – время и динамика затрат, зависят от
степени подготовленности предприятия (готовность спецоборудования и оснастки), что
соответственно требует средств. При благоприятном прогнозе сбыта и постоянстве
выпуска при массовом производстве готовность производства достигает до 100%.
Особенности периода освоения зависят от специфики отрасли.
Элементы сравнения
трудоемкие и сложные
процессы
количество оснастки
внесение изменений в
конструкт.-технолог. Докум-ю
машиностроение
сборка и
регулировка(основн.произ-во)
оснастка ( вспомог. Произв-во)
большое кол-во для изгот-я и
контроля изделий
небольшое кол-во для
испытаний
в период освоения
электронная промышленность
технологические процессы(осн.)
контрольно-измер. Оборуд.,
спецоснастка(вспомог.)
мало для изготовления
много для испытания и контроля
в опытном произв-ве и в начале
периода освоения
Методы перехода на выпуск новой продукции.
Характерны 3 основных метода перехода на новую продукцию:
9 последовательный
9 параллельный
9 параллельно-последовательный
Факторы, влияющие на выбор метода перехода:
9 ресурсы: капитальные вложения, оборудование, людские ресурсы и оснастка
9 различие в прогрессивности изделий
9 степень готовности предприятия к освоению (комплектность и качество
документации, готовое оборудование и оснастка, квалификация персонала,
дополнительные площади)
9 конструкторско-технологические особенности продукции
9 тип производства
9 предполагаемый спрос на продукцию
9 унификация продукции (конструкторская унификация – сокращение
необоснованного многообразия конструкторских решений, устраняет излишнее
разнообразие типов конструкций самих изделий, форм и размеров деталей)
Направления конструкторской документации:
1.) сокращение номенклатуры изделий, имеющих одинаковое или сходное
эксплуатационное назначение путем создания параметрических рядов изделий
аналогичных по кинематике и рабочему процессу. Параметрические ряды
создаются по ГОСТ 8032-84 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных
чисел».
2.) сокращение номенклатуры сборочных единиц и деталей (альбомы стандартных
элементов и нормы контроля конструкторской документации)
Показатели унификации:
m
1.) коэффициент унификации изделия K ун = ун , где mун – количество типоразмеров
m
деталей, унифицированных с деталями других изделий, m – общее количество
типоразмеров деталей
n
2.) коэффициент унификации конструкционных элементов K унэ = p , рассчитывается
nэ
для каждого вида резьбы, паза, фаски и т.д., где n p – число значений размеров
конструкционных элементов во всех оригинальных деталях, nэ - суммарное число
применяемых конструкционных элементов данного вида во всех оригинальных
деталях
3.) коэффициент унификации марок, сортаментов и применяемого материала
m
K унм = m , для каждого вида материала , mm – число применяемых марок и
mунст
сортаментов данного материала, m унст – число наименований оригинальных,
унифицированных стандартных деталей кроме покупных.
Последовательный метод характеризуется тем, что производство новой продукции
начинается после полного прекращения выпуска продукции, снимаемой с производства.
Разделяется на непрерывно-последовательный и прерывно-последовательный.
Параллельный метод характеризуется постепенным замещением снимаемой с
производства продукции вновь осваиваемой. Параллельно-последовательный метод
перехода применяется в массовом производстве.
Последовательный метод.
1- изделие, снимаемое с производства, 2 - изделие осваиваемое
это наиболее простой метод, при этом велики потери в суммарном выпуске изделий,
высокая себестоимость
Непрерывно последовательный.
Потери меньше (можно до нуля свести). До начала выпуска нового изделия д.б. освоено
80% техпроцессов и готово 95% оборудования. Требует резервных площадей и высокой
унификации старого и нового изделий.
Параллельный
3 – суммарный выпуск продукции
Чаще всего применяется в машиностроении, как в серийном, так и в массовом
производстве. По сравнению с последовательным ведет к сокращению потерь в
суммарном выпуске продукции. Лучше всего в параллельном методе будет тот, где
меньше потери в суммарном выпуске. Для этого варианта требуются дополнительные
производственные рабочие и повышения производственных мощностей. Применяется в
массовом производстве и при реконструкции предприятия.
Если нет дополнительных рабочих и нет возможностей повышать мощность, то
используется вариант с уменьшением суммарного выпуска. И должен быть высокий
уровень унификации первого и второго изделия.
Параллельный метод с переходными моделями (параллельно-поэтапный вариант)
Позволяет избежать коренной реконструкции предприятия, обеспечить равномерность
выпуска, снизить затраты на освоение производства,
Параллельно-последовательный метод.
Применяется в массовом производстве при освоении новой продукции значительно
отличающейся от старой. Создаются дополнительные мощности и на них начинают делать
новое изделие, потом все сворачивают и начинают везде фигачить новое. Недостатки:
потери в суммарном выпуске, но высокий темп освоения.
Динамика затрат в период освоения.
Трудоемкость обычно считается по такой ф-ле yi = a ⋅ xib , где xi – время или
количество изделий, изготовленных с начала освоения, a и b – коэфф-ты, определенные
опытом.
Ti = T1 ⋅ ti− b , где Ti – трудоемкость изготовления в i-том периоде времени освоения. Т1 –
трудоемкость изготовления в первом периоде изготовления.
T j = T1 ⋅ N j , гдеTj – трудоемкость изготовления j-го изделия в нормо-часах, Nj – номер j-го
изделия. Т1 – трудоемкость изготовления первого изделия в нормо-часах. Тj чаще
применяется в серийном производстве и для него применяют метод планирования затрат с
использованием коэффициента освоения.
K oc = 2− b
T2i = T j ⋅ K oc
Графики периоды освоения итые и жытые позволяют планировать затраты в период
освоения.
Зпр = Зк ⋅ Ен + Зтек
Ен=0.12-0.15 – нормативный коэффициент окупаемости.
K
Коэффициент готовности основных средств K г = н , где Кн – стоимость основных
K пр
средств, имеющихся к началу освоения, Кпр – стоимость основных средств, необходимых
для выхода на проект. Если вложить мало денег, то Кг~0.1-0.2 и изделия будут иметь
больше себестоимость, а если до единицы, значит надо много инвестиций в начальных
период, планируется быстро выйти на рынок, быстро освоить изделие.
d
Себестоимость в период освоения Si = S1 (C + ) , где Si – себестоимость изготовления
ti
изделия в итом отрезке изготовления, S1 - -«- в первом временном отрезке,
d
) , где Sj - -«- жытого изделия.
S j = S1 (C +
Nj
Лекция 5. 24 марта 2008 г.
Организация научно-исследовательских работ.
В соответствии с законом РФ «О науке и государственной научно-технической политике»
НИР классифицируются на следующие виды:
9 фундаментальные (выполняются в РАМН и в ВУЗах)
9 прикладные (выполняются в НИИ и НПО)
9 экспериментальные разработки или опытно-конструкторские разработки
(выполняются в НИИ и НПО)
Продукция современного машиностроения это результат не только конструкторской,
технологической и производственной деятельности коллектива промышленных
предприятий, но и результат труда научных работников.
Научные исследования – это специфический вид профессиональной интеллектуальной
деятельности, имеющий своеобразные конечные результаты. Это могут быть новые
знания, идеи, методы, информация и т.д.
Фундаментальные исследования – это теоретические и экспериментальные научные
исследования, расширяющие представления человека о материальном мире.
Экспериментальные или опытно-конструкторские разработки (ОКР) – это переходная
стадия от фундаментальных и прикладных исследований в подготовке к освоению
производства.
Фундаментальные НИР относятся к исследованиям, изучающим объективные явления и
закономерности. Результатами фундаментальных НИР могут быть:
¾ открытие принципиально новых путей создания техники и технологии
¾ открытие новых источников энергии
только 5-10% фундаментальных НИР реализуются на практике.
Прикладные НИР представляют целенаправленные научные исследования по изучению
возможностей создания новой техники, технологии, новых форм и методов организации
производства. Цель прикладных НИР:
1.) создание новых изделий, новых техпроцессов, новых материалов и способа их
обработки
2.) совершенствование выпускаемых изделий
3.) совершенствование методов и форм организации и управления производством
обычно 80-90% прикладных НИР реализуется на практике.
Организация выполнения прикладных НИР включает:
1.) определение научной проблемы прикладной НИР в соответствии:
a) государственной целевой программе
b) на конкурсной основе
c) по контракту(по хозяйственному договору) заказчика
2.) открытие темы
3.) заключение договора
4.) разработка календарного плана выполнения НИР, включающего
a) наименования этапов
b) объем, трудоемкость и стоимость каждого этапа
c) календарные сроки выполнения этапов
d) численность исполнителей по этапам
e) форму отчетности с указанием результатов
При проведении научных исследований приходится решать ряд организационноэкономических вопросов:
9 планирование объемов, трудоемкости, длительности предстоящих работ
9 сметы затрат
9 оценивать эффективность исследований
Тема НИР – это совокупность работ, выполняемых при проведении научных
исследований. Каждая тема имеет свои особенности по поставленным конечным целям,
количеству и квалификации исполнителей, масштабности, преобладанию теоретических
или экспериментальных методов исследования. Однако, для каждой темы можно
выделить ряд типовых этапов. Этапы прикладных НИР регламентируются ГОСТом и
должны быть следующими:
¾
разработка технического задания (ТЗ)
¾
выбор направления исследования
¾
теоретические и экспериментальные исследования
¾
обобщение, оценка результатов исследования и составление отчетов
¾
прием НИР заказчиком
На первом этапе в ТЗ указывается цель, содержание и порядок выполнения работ,
устанавливаются методы, сроки и состав исполнителей, выполняется техникоэкономическое обоснование.
На втором этапе, при выборе направления исследований:
a) формируются возможные пути решения задач, поставленных в ТЗ, на основе
изучения научно-технической литературы, нормативной технической
документации (НТД), информации об аналогах и патентных исследованиях
b) разрабатывается методика и программа проведения исследований
c) уточняется ожидаемая экономическая эффективность от внедрения новой
продукции
d) определяются сроки освоения новой продукции
На третьем этапе теоретических и экспериментальных исследований получают
теоретические обоснования предлагаемых решений. На этом этапе создаются макеты,
испытательное оборудование. Результаты экспериментов сопоставляются с
теоретическими исследованиями.
На четвертом этапе обобщаются результаты проведенных исследований и определяется
целесообразность выполнения проектных работ. Составляется отчет, который
рассматривается и утверждается в научно-техническом совете.
На пятом этапе приемку НИР осуществляет приемочная комиссия организации заказчика
или соответствующего министерства. По результатам приемки НИР составляется акт
приемки.
Смета затрат о выполнении НИР составляется по следующим статьям:
1.) затраты на материалы
2.) затраты на покупные изделия
3.) затраты на специальное оборудование для выполнения экспериментальных
исследований
4.) заработная плата основных исполнителей (научные работники, конструктора,
технологи, рабочие)
5.) отчисление единого социального налога (ЕСН)
6.) косвенные расходы (зарплата управленцев, руководителей отдела, главного
конструктора, главного технолога, вспомогательного персонала, амортизация
зданий, сооружений и оборудования, затраты на ремонт)
7.) затраты на командировки
8.) прочие расходы, которые нигде ранее не учтены
Первые четыре пункта считаются прямым счетом (тупо сложение). Остальные считаются
более сложно.
Методы определения трудоемкости НИР:
1.) нормативный. Использует имеющиеся на предприятии нормативы на выполнение
НИР.
2.) структурный. Сначала ведется расчет трудоемкости на выполнение ТЗ, а остальные
затраты определяются в процентах от трудоемкости ТЗ.
3.) опытно-статистический. Использует данные статистики за несколько
предшествующих лет.
4.) экспертный. Собираются эксперты (не менее 4-х) и каждый дает свою оценку
трудоемкости. Учет может вестись при помощи весовых коэффициентов.
Показатели эффективности НИР:
n
1.) показатель объема НИР, перешедших в ОКР K нир =
∑S
jокр
∑S
jнир
j =1
m
j =1
, где S jокр - сметная
стоимость жытой темы НИР, перешедшей в ОКР в рублях, n – количество тем НИР,
перешедших в ОКР, S jнир - сметная стоимость, законченной жытой темы НИР в
рублях, m – количество законченных тем НИР.
r
2.) Показатель объема НИР, внедренных в производство K вн =
∑S
j =1
m
∑S
j =1
jвн
, где S jвн -
jнир
сметная стоимость жытой темы, внедренной в промышленное производство в
рублях, r – количество тем, внедренных в промышленное производство.
3.) Показатель экономической эффективности внедренных НИР
l
K эф =
∑Э
j =1
jвн
⋅qj
⋅100% , где Э jвн - фактический экономический эффект внедренных
m
∑S
j =1
jвн
жытых разработок в рублях, q j - коэффициент, учитывающий долевое участие
НИИ в получении экономического эффекта Э jвн от внедренных разработок, S jвн сметная стоимость жытой темы по проведению и внедрению разработок в рублях, l
– количество видов экономического эффекта.
Организация изобретательской деятельности.
Интеллектуальная собственность – это закрепленные законом исключительные права на
результат интеллектуальной деятельности. Этот термин стал известен после 1967, когда
была создана Всемирная Организация Интеллектуальной Собственности (ВОИС).
Согласно документам ВОИС интеллектуальная собственность включает права
относящиеся:
1.) литературным, художественным и научным произведениям
2.) исполнительская деятельность артистов, звукозаписи, радио, телевизионные
передачи.
3.) изобретение во всех областях человеческой деятельности.
4.) научным открытиям
5.) промышленным образцам
6.) товарным знакам, знакам обслуживания, фирменным наименованиям и
коммерческим обозначениям
В РФ действуют следующие правовые акты:
1. положение об открытиях и изобретениях, рационализаторских предложениях
(принят 1973)
2. патентный закон РФ (принят в 1992)
3. о правовой охране программ для ЭВМ и баз данных (принят в 1992)
4. четвертая часть гражданского кодекса «права на результаты интеллектуальной
деятельности и средства индивидуализации» (с января 2008)
Лекция 6. 31 марта 2008 г.
Интеллектуальная собственность(продолжение).
Согласно 4 части гражданского кодекса к охраняемым результатам интеллектуальной
деятельности относятся:
1. произведения науки, литературы, искусства
2. программы для ЭВМ
3. базы данных
4. исполнение
5. фонограммы
6. вещание, организация эфирного или кабельного телевидения
7. изобретение
8. полезные модели
9. промышленные образцы
10. селекционные достижения
11. топология интегральных микросхем
12. секреты производства (ноу-хау)
13. фирменные наименования
14. товарные знаки и знаки обслуживания
15. наименования мест происхождения товаров
16. коммерческие обозначения
Открытие – это установление неизвестных, объективно существующих закономерностей,
свойств и явлений материального мира, вносящих коренные изменения в уровень
познания.
Изобретение – это новое, обладающее существенными отличиями техническое решение
задачи в любой области человеческой деятельности. Изобретением может быть
устройство, способ или вещество, которое отвечает следующим условиям:
¾ является новым
¾ является промышленно применимым
Полезная модель – конструктивное воплощение изобретения, идеи, т.е. техническое
решение идеи. Полезная модель также должна быть новой и промышленно применимой.
Промышленный образец – художественно-конструктивное решение полезной модели или
изделия, определяющее его внешний вид. Также должен быть новым и промышленно
применимым.
Программа для ЭВМ – объективная форма представления совокупности данных и команд,
предназначенных для получения определенных результатов.
База данных - это объективная форма представления и организации совокупности данных,
систематизированных неким образом и предназначенных для получения определенных
результатов.
Все вещи выше относятся к охраняемым объектам интеллектуальной деятельности.
Рационализаторское предложение (относится к неохраняемым объектам промышленной
собственности) - это новое и полезное для предприятия техническое решение,
предусматривающее изменение конструкции, технологии производства и применяемой
техники.
К охранным документам относятся патент и авторское свидетельство.
Авторское свидетельство – это охранный документ, получаемый автором объекта
промышленной собственности, в соответствии с которым собственником этого объекта
является государство, которое охраняет только право авторства.
Патент – это охранный документ, выдаваемый изобретателю, удостоверяющий его
авторство и исключительное право на использование объекта промышленной
собственности в течении определенного времени (на изобретение 20 лет, на
промышленный образец – 10 лет, на полезную модель – 5 лет). Патентообладатель имеет
полное право продать, подарить, завещать патент, использовать запатентованный объект
промышленной собственности в производстве, передать часть своих прав на
использование объекта промышленной собственности другому лицу, заключив с ним
лицензионный договор.
Лицензионный договор – это договор между патентообладателем (лицензиаром) и другим
лицом (лицензиатом), по которому лицензиар обязуется предоставить право лицензиату
на использование объекта промышленной собственности на время и в объеме,
предусмотренных в совместном договоре, а лицензиат принимает на себя обязанность
вносить лицензиару платежи и осуществлять другие действия предусмотренные
договором.
Виды лицензионных договоров:
¾ исключительная лицензия
¾ неисключительная лицензия
¾ открытая лицензия
Исключительная лицензия – договор по которому лицензиату дается исключительное
право в использовании объекта промышленной деятельности в соответствии с договорам.
При неисключительной у лицензиара остаются еще некоторые права. Открытая дается
всем подряд.
Защиту интересов государства в вопросах использования объектов промышленной
собственности осуществляет Федеральный Фонд Изобретений России. Правительству
дано право в интересах национальной безопасности разрешать использование
промышленной собственности без согласия патентообладателя с выплатой ему
компенсации.
Лекция 7. 4 апреля 2008 г.
Ганина Галина Эдуардовна
Конструкторско-технологическая подготовка к
производству.
Этапы производства:
1.)НИР 2.) Конструкторская подготовка производства(КПП) 3.) технологическая
подготовка к производству (ТПП). Все три сразу – техническая подготовка к производству.
Будем считать этап НИР пройденным. Если результаты НИР положительны, то их отдают
технологам и конструкторам.
Организация конструкторской подготовки производства.
Перед КПП проводят маркетинговые исследования, в результате которых получаем ряд
изделий-аналогов с минимальной ценой Cmin , причем новое изделие должно быть дешевле,
чем изделие-аналог и хрен знает что C < Cmin + e .
Основная задача КПП это разработка конструкторско-технической документации
необходимого качества в максимально малое время. Существует постадийное ведение
процесса разработки документации, которое позволяет использовать результаты каждого
этапа для заказа необходимого количества комплектующих. На последовательность
разработки документации существует ГОСТ – называется ЕСКД.
1 этап согласно ЕСКД – разработка технического задания. Должны быть указаны
наименование изделия, область применения, различные требования и приблизительные
экономическая эффективность и цена. Очень важно, что бы был указан объем выпуска.
2 этап - разработка технического предложения. Его разрабатывает исполнитель. На этапе
разработки тех. предложения принимается тот вариант изделия, который будет
разрабатываться, т.е. предлагается несколько вариантов, а из них выбирают
окончательный.
3 этап – эскизный проект. На этом этапе разрабатываются кинематические схемы,
предварительные чертежи, могут быть изготовлены макеты и опять проводится техникоэкономический анализ и прогнозно определяется стоимость изделия, которая состоит
S = M + З + А + К (материалы, зарплата, амортизация, )
4 этап – разработка технического проекта. На этом этапе проводится проверка на
технологичность всех сборочных единиц. Опять проводится прогноз экономики.
5 этап – рабочий проект. К этому моменту имеем чертежи всех деталей, конструкторские
детали, спецификации. Производится образец и его тестируют.
ОГК – отдел главного конструктора ☺
Все этапы длительные и во время разработки есть опасности. Сейчас стараются сделать
побыстрее, в результате изделие часто получается плохого качества. Вторая ошибка
может быть в длительном совершенствовании, т.к. пока будем совершенствовать изделие
может устареть. Для обеспечения необходимых качественных характеристик устройства и
быстрой разработки есть 2 пути:
1.) применение принципов унификации и стандартизации
2.) надо думать об обеспечении технологичности конструкции
Обсудим первый путь. Этот путь очень важен, т.к. при использовании 70-80%
стандартных изделий позволит сократить цикл создания нового изделия на 15-20% при
высоком качестве.
Конструкторская унификация – сокращение необоснованного разнообразия деталей.
m
Коэффициент унификации: K ун = ун в числителе количество типоразмеров деталей, в
m
знаменателе общее количество типоразмеров детали.
Коэффициент стандартизации: K ст =
mст
в числителе кол-во типоразмеров стандартных
m
деталей и изделий.
Производственная технологичность – это наиболее экономичное производство изделия.
Судить о технологичности помогут показатели, их две категории: абсолютные и
относительные.
Абсолютные показатели:
1.) суммарная материалоемкость изделия Go = Gчр + Gц + Gн разход материала на
заготовки из черных металлов, расход материала на заготовки из цветных металлов,
расход на металлические материалы
2.) суммарная трудоемкость изделия tиз = t з + t м + tсб + tn трудоемкость заготовительных
работ, трудоемкость механической обработки, трудоемкость сборочных операций,
трудоемкость прочих операций.
3.) себестоимость изделия.
Относительные показатели:
G
1.) удельная материалоемкость g y = 0 определяет эксплуатационный параметр
P
изделия.
G
2.) коэффициент использования материалов К исп = r чистая масса изделия.
G0
Нормальный коэффициент для производства – 0.7.
S
3.) удельная трудоемкость S y =
P
Эксплуатационная технологичность проявляется в снижении затрат времени и средств на
техническое обслуживание и ремонт в зависимости от его ремонтопригодности, то есть
способности обнаруживать, предупреждать и устранять отказы и неисправности.
Абсолютные показатели эксплуатационной технологичности:
1.) трудоемкость профилактического обслуживания tоб
2.) трудоемкость эксплуатационного ремонта t p .
Относительные показатели экплуатационной технологичности:
t
1.) удельная трудоемкость обслуживания t y _ об = об
P
2.) удельная трудоемкость экплуатационных ремонтов t y _ p =
3.) удельные затраты на обслуживание изделия S y _ об =
tp
P
PSоб
P
4.) удельные затраты на экплуатационные ремонты S y _ p =
Sp
P
.
Организация технологической подготовки производства.
СТО – средства технологического оснащения, включает в себя оснастку, инструмент,
оборудование. Для предприятий серийного и массового производства, ТПП проходит в
ОГТ (отдел главного технолога). Если одиночное, то в технологических чего-то там цехов.
Этапы ТПП по ЕСТПП:
1 этап – разработка технологических процессов на каждую деталеоперацию.
Классификация ТП по степени унификации:
При разработке ТП на каждую деталь и операцию д.б. разработаны маршрутная карта и
главный технологический процесс. Там должна быть продумана последовательность
прохождения детали по цехам, а там и внутри каждого цеха и сколько на это уйдет
времени. Средства технологического оснащения бывают специальные, универсальные и
унифицированные. Специальные самые трудоемкие.
Типовой ТП имеет единый план обработки по основным операциям, однотипное
оборудование и оснастку. Наиболее высокий уровень типизации процессов в массовом
производстве.
Групповой метод – это метод унификации технологии производства, при котором для
однородных по конструкторско-технологическим признакам групп деталей применяются
однотипные высокопроизводительные методы обработки и быстро переналаживаемое
оборудование. Такой метод используется в одиночном и мелкосерийном производствах.
2 этап – разработка/проектирование СТО. Технологическая оснастка используется для
установки, базирования и крепления заготовки.
3 этап – изготовление СТО.
4 этап – выпуск установочной партии.
Помощь в подготовке могут оказать использование САПР ТПП.
Экономика технической подготовки производства.
Сюда входят НИР+КПП+ТПП. Есть 3 критерия оптимизации:
1.) по затратам на подготовку производства С
2.) качество подготовки производства К
3.) время Т
Сформируем критерий по всем трем:
I = a1C + a2 K + a3T , где буковки «а» - весовые коэфф-ты.
Обычно решают выбирая один критерий, а остальные ф топку.
Методы прогнозирования себестоимости на ранних этапах
проектирования.
Есть 3 метода:
1.) по удельной себестоимости. Этот метод использует статистику о себестоимости
аналогичных проектируемому изделий. Один из технических параметров
S
выбирается определяющим (по ТЗ). S уд = ан числитель – себестоимость аналога,
NT
знаменатель - технический параметр, по которому сравнивали. Можно посчитать
проектную себестоимость умножив удельную на проектируемый сравниваемый
параметр S пр = S уд NТпр . Метод прост, но есть минусы: очень приблизительно, да и в
зависимости от выбора параметра себестоимости могут быть ооочень разные.
2.) метод баллов. Позволяет учесть несколько технических параметров, использует
экспертные оценки. Сначала эксперты определяют какие параметры влияют, а
потом проводят их ранжирование. После этого строятся зависимости технического
параметра от баллов, причем строятся для каждого параметра из экспертного
S
списка. S1б = а , тогда S пр = S уд Σδ Тпр . Достоинства метода в более высокой
Σδ Tпр
точности прогноза и в том, что учитываем все влияющие параметры. Недостаток в
использовании экспертов.
3.) метод корреляции. Здесь учитывается случайный вероятностный фактор,
параметров, влияющих на себестоимость. В общем виде оно может быть записано
так S мод = a0 NTa11 ...NTann (прологарифмировав получим сумму) весовые коэффициенты
показывают степень влияния итого параметра на себестоимость. Для расчета
весовых коэфф-тов в полученной после логарифмирования сумме используется
метод регрессионного анализа базовых конструкций. Для расчета весовых коэффтов в полученной после логарифмирования сумме запишем целевую функцию,
используя метод наименьших квадратов. Целевая функция будет выглядеть так:
n
φ = ∑ ( Si − S мод ) 2 → min , где n – количество аналогов, Si - себестоимости аналогов.
i =1
Возьмем частные производные
δϕ
δϕ
δϕ
= 0;
= 0...
= 0; и, решив систему
δ a0
δ a1
δ an
уравнений, находим весовые коэффициенты.
Используя один из трех методов можно определить себестоимость изделия. Цена
определяется из анализа рынка: ( Ц − S ) = П Себестоимость на разных этапах освоения
производства разная.
Освоение производства.
Производство считается освоенным, когда трудоемкость и себестоимость выпускаемой
продукции соответствуют проектному заданию.
t
tпр
Tосв
Nосв
N
Первые изделия имеют высокую трудоемкость по следующим причинам:
1.) начинают выпускать при не полностью готовой оснастке. Оснастка бывает трех
очередей N 0 , N I , N II . Оснастка нулевой очереди – специальная оснастка, без которой
нельзя выпустить ни одного изделия.
Лекция 8. 14 апреля 2008 г.
Организация производственного процесса во времени и
пространстве.
Структура производственного цикла ( Т ц ).
Производственный цикл – интервал календарного времени от начала до окончания
технологического процесса изготовления изделия.
Длительность производственного цикла зависит от следующих факторов:
¾ величина производственной, либо обработочной партии, n
¾ количество операций, m
¾ от формы организации технологического процесса изготовления всей партии
изделий
Tt – это основная часть производственного цикла, это время формообразования изделия.
TT = ∑ i =1 Tоп − ∑ i =1 τ i ,i +1 , где Tоп - длительность операционного цикла изготовления партии
m
m −1
изделия, τ i ,i +1 - время совмещения двух смежных операций.
Операционный цикл – это продолжительность законченной части технологического
t n
процесса выполняемой на одном рабочем месте Т оп = шкi
ci
где n - величина производственной или обработочной партий, tшкi - штучнокалькуляционная норма времени изготовления одного изделия на итой операции. Штучноt
калькуляционная норма определяется по следующей формуле tшкi = tштi + изi , где tштi - это
n
штучная норма времени изготовления изделия на итой операции, tизi - это
подготовительное заключительное время итой операции, ci - количество рабочих мест на
итой операции.
При изготовлении изделия различают несколько видов процессов:
9 простой процесс – это изготовление детали
9 сложный процесс – это изготовление узла или сборочной единицы
Расчет длительности производственного цикла простого процесса.
Тц=Тт+mТмо+Те60 Т ц = Т Т + mТ мо + Т е 24*60 (мин) - технологический цикл, где m -
количество операций, Tт - межоперационные перерывы, Те - естественные перерывы.
1
(TT + mTмо ) + Т е
60 КТ см f
f - количество смен, Т см - продолжительность смены в часах, К = 260 / 365 - коэффициент
для перевода рабочих дней в календарные.
Элементы межоперационных перерывов, t мо .
Тц =
Возможны различные формы организации производственного процесса, которые
характеризуются различными видами движения партии деталей в производстве. Этих
видов три:
1.) последовательный. Каждая последующая операция начинается только после
окончания изготовления всей партии изделий на предыдущей.
2.) параллельно-последовательный.
3.) параллельный.
Последовательный вид движения – каждая последующая операция начинается только
после окончания изготовления всей партии изделий на предыдущей операции.
Noni
Ci
1
2
3
4
ТТпосл = n∑ i =1
m
Noni
n*t1/c1
tшкi*ti
1
2
1
1 0.5
1
3
1
ti
n*t1/c1
ti
Ci
Ci
1
2
3
4
1
2
1
1 0.5
1
3
1
n*t2/c2
n*t3/c3
ТТпосл
tмо
n*t4/c1
n*t2/c2
tмо
ТЦпосл
n*t3/c3
n*t4/c1
Т Цпосл = Т Тпосл + ∑ i =1 t моi
m
1
m
(ТТпосл + ∑ i =1 t моi )
60 КТ см f
Параллельно-последовательный вид движения – партия из n штук, делится на
транспортные партии nT , шт.
Транспортная партия обрабатывается на каждой операции без перерыва. Ее можно
передавать на следующую операцию, не ожидая окончания обработки по другим
транспортным партиям. При этом должно соблюдаться условие непрерывной работы на
каждой операции при изготовлении всей партии изделия. Существует два варианта:
а.) Т опi < Tопi +1
Т Цпосл =
Ti,i+1
∑
ti
1
1
τ i ,i +1 = (n − nT )∑ i =1
m −1
i =1
/ci+ 1
Ci
ni* ti
Noni
i
i+1
ni*ti
/c i
n*ti/ci
1
2
m −1
n*ti/ci+1
t
( i ) короткое
Ci
б.) Т опi > Tопi +1
Ti,i+1
ti
1
1
/ci+ 1
Ci
ni* ti
Noni
i
i+1
ni*ti
/c i
n*ti/ci
1
2
n*ti/ci+1
t
m −1 t
ТТп − n = Т Тпосл − n∑ i =1 τ i ,i +1 = n∑ i =1 i − (n − nT )∑ i =1 ( i ) короткое
Ci
Ci
nTt1
Noni
Ci
ti
c1
T1,2
1
1
1
2
1
2
3
1
1
tмо
4
1 0.5
m −1
m
Tцп-п
nTt2
c2
T2,3 nTt3
c3
tмо
При параллельном виде движения каждая транспортная партия обрабатывается или
собирается на всех операциях технологического процесса без перерыва. Строится
технологический цикл по первой транспортной партии на всех технологических
операциях. На операции с самым продолжительным операционным циклом строится
обработка всей партии без перерывов. Затем для всех транспортных партий кроме первой
достраиваются операционные циклы на всех операциях, кроме самой продолжительной.
nTt1
c1
Noni
Ci
1
2
3
4
nTt2
c2
ti
1
1
1
1 0.5
1
2
1
TТпар
nTt3
c3
TTпар = (n − nT )(
m
ti
t
) max + nT ∑ i , мин
Ci
i =1 Ci
m
1
, дни
60 KTcм f
i =1
Условие рационального применения. Последовательный вид движения применяется при
небольших партиях и непродолжительных операциях, при организации цехов и участков
по технологическому принципу, т.е. это единичное и мелкосерийное производства.
Параллельно-последовательный и параллельный виды движения применяются при
серийном и массовом производстве при организации цехов и участков по предметному
принципу.
Tцпар = (TTпар + ∑ t моi )
Лекция 9. 28 апреля 2008 г.
Сложный производственный процесс.
Это сочетание во времени и пространстве простых производственных процессов
изготовления деталей составляющих одно целое (например, производства станка или
автомобиля). К сложному производственному процессу относится изготовление изделия в
целом.
Пример сложного процесса - создание машины - включает в себя:
9 изготовление всех деталей
9 сборку всех сборочных единиц
9 отладку
9 контроль готовых изделий
В сложном производственном процессе могут использоваться все виды движения партий
по операциям. Сложный производственный процесс может включать большое количество
операций, большое количество простых процессов, поэтому определение и оптимизация
производственного цикла требуют больших затрат времени и использование компьютера.
Построение сложного производственного процесса во времени проводится, чтобы
определить производственный цикл, скоординировать отдельные простые процессы и
получить исходную информацию для планирования производства. Структура
производственного цикла сложного производственного процесса определяется составом
операций и связями между ними. Состав операций зависит от номенклатуры деталей,
сборочных единиц, технологических процессов изготовления и сборки. Взаимная связь
операций и процессов обусловлена схемой сборки изделия и производственными
условиями. Схема сборки изделия строится в виде веерной диаграммы.
Изделие
Сборочная единица1
Деталь1
Сборочная единица2
Сборочная единица4
Деталь2
Деталь3
Деталь5
Деталь4
Деталь6
Сборочная единица3
Деталь7
Деталь01
Сборочная единица5
Деталь8
Деталь9
На основе верной диаграммы производственный цикл сложного процесса может быть
изображен в виде циклового графика или сетевого графика. Построим цикловой график
для условий, когда изготовление деталей и сборка не лимитируются составом
оборудования, то есть возможна максимальная параллельность выполнения работ.
Построение графика сложного производственного процесса начинается с конца, что
улучшает оборачиваемость оборотных средств и уменьшает потери.
дет1
дет3
дет4
сб1
сб4
дет5
дет5
сб2
дет6
дет7
дет8
дет9
сб5
дет01
Тц.изд.
сб3
сборка
изд.
Длительность производственного цикла определяется
главной линией изготовления изделия, которая
включает изготовление ведущей детали (в примере
дет01), сборку узлов и сборку изделия без учета
параллельно выполняемых работ по изготовлению
других деталей и сборки других узлов. В качестве
ведущей детали принимается либо деталь с наибольшей
трудоемкостью, либо деталь, задерживающая начало
сборочных работ
u
u
i =1
i =1
Tц _ изд = [∑ Tni + ∑ Tnсбi ]max где u – количество последовательно связанных между собой
процессов изготовления деталей или сборочных единиц; Tni и Tnсбi - производственные
циклы производства деталей или выполнения сборочных процессов.
Пути сокращения длительности производственного цикла.
1.) применение параллельно-последовательного и параллельного методов движения
2.) сокращение времени межоперационных перерывов
3.) снижение величины производственной партии
4.) сокращение затрат на транспорт, складские и контрольные операции
Для сокращения длительности технологического цикла ужесточают режимы обработки и
сокращают вспомогательное время.
Производственная структура машиностроительных
предприятий, цехов и служб.
Производственная структура – это состав цехов и служб предприятия и характер связи
между ними. Существуют комплексная и специализированная структуры предприятий.
Комплексная структура включает большой этап жизненного цикла (идея производства
потребления), НИИ, цеха основного и обслуживающего производства.
Специализированная структура включает какую-либо стадию жизненного цикла изделия,
чаще всего это выпуск. В зависимости от готовой продукции различают предприятия,
специализирующиеся на выпуске готовых изделий, деталей, узлов или заготовок.
Если предприятие выпускает готовое изделие – это предметная специализация.
Предприятия предметной специализации могут иметь полный технологический цикл и
включать заготовительные, обрабатывающие, сборочные цеха или производства,
например механосборочные предприятия или сборочные.
Предприятия, специализирующиеся на выпуске узлов и деталей чаще всего выпускают
изделия общемашиностроительного применения.
Предприятия технологической специализации выпускают литье, поковки, сварные
заготовки, которые имеют меньшую себестоимость, чем изделия предприятий предметной
специализации.
Производственная структура подразделения предприятия – это состав участков, линий,
рабочих мест и связи между ними. Специализация у подразделения предприятия так же
может быть по технологическому или предметному принципу. Технологический принцип
– это рабочие места и оборудование, предназначенные для отдельных технологических
операций (например, токарная либо фрезерная обработка); он характерен для
единичного и мелкосерийного производства. Предметный принцип это рабочие места,
участки линий, за которыми закреплено изготовление ограниченной номенклатуры
деталей или изделий, оборудование подбирается в соответствии с технологическим
процессом и используется принцип прямоточности. Используется в серийном и массовом
производстве.
Предметно-замкнутый участок – это участок, на котором комплексно выполняется вся
сборка изделия или полная обработка детали.
Развитие гибких автоматизированных систем (ГАС) позволяет в серийном,
мелкосерийном и единичном производствах создавать участки, линии, цеха,
специализирующиеся на изготовлении широкой номенклатуры деталей, узлов при
небольших объемах выпуска.
Рабочее место.
Рабочее место – это структурное звено производственного участка. Расположение рабочих
мест определяется планировкой участка в линии цеха. Необходимо соблюдать выбранный
критерий оптимальности для расположения рабочих мест на выделенных площадках.
Чаще всего критерием оптимальности принимают минимальный производственный цикл,
либо минимальный грузопоток.
Лекция 10. 5 мая 2008 г.
Поточное производство.
Форд вывел закономерность, правило и еще че-то: r – такт (время на одну операцию),
предложил конвейер, применил принцип стандартизации во всем производства, ввел
схему управления предприятием.
Поточное производство – при поточной форме организации реализуются основные
принципы производственного процесса. Структурная единица – поточная линия.
Предпосылкой организации поточного производства является предметно замкнутый
участок (изготовление одного или нескольких изделий, сходных по конструктивнотехнологическим признакам).
Основные признаки:
¾ специализация (ограниченная номенклатура изготавливаемых изделий одного или
нескольких наименований, сходных по конструктивно технологическим
признакам)
¾ прямоточность (расположение рабочих мест в порядке выполнения операций)
¾ параллельность
¾ обеспечение минимального времени межоперационных перерывов
¾ гибкость (возможноcть переналаживания перенастройки линии под различные
размеры)
t
t
t
ритмичность запуска и выпуска изделий r 1 2 ... n , где t1 , t2 … tn - время
C1 C2
Cn
выполнения соответствующей операции, Ci - количество рабочих мест на итой операции.
¾ механизация и автоматизация технологических и транспортных операций.
Особенности поточных линий:
1.) низкая себестоимость продукции
2.) линии бывают с жесткими и гибкими тактами
3.) поточные линии могут быть прерывистого и непрерывного типа.
Признаки
Поточные линии (ПЛ)
Номенклатура изделий закрепленных за -однопредметные ПЛ (ОПЛ)
поточной линией
-многопредметные ПЛ (МПЛ)
-непрерывно-поточные (НПЛ)
степень непрерывности
-прерывно-поточные (ППЛ)
-с регламентированным тактом
степень поддержки такта
-со свободным тактом
-конвейеры (могут быть непрерывного
и периодического действия)
применяемые транспортные средства
-прочие транспортные средства
-на самом конвейере
место выполнения операции
-на стационарном рабочем месте
-автоматические
по степени автоматизации и механизации -механизированные
Особенности расчета и организации однопредметных непрерывных
поточных линий (ОНПЛ).
Непрерывные поточные линии характеризуются:
1.) одинаковой производительностью всех операций
2.) непрерывностью производственного процесса
3.) условие синхронизации технологических операций. Условие синхронизации
t
выглядит так i = r .
ci
4.) для передачи изделия с одной операции на другую чаще всего используется
транспортер.
Порядок расчета ОНПЛ.
F
1.) определение такта поточной линии: r = g , где Fg - действительное время работы
Nз
поточной линии, N з - программа запуска изделий на поточную линию в штуках.
f (Tсм − Tпр )
, где f – количество смен,
Другая формула выглядит так r =
a
N всут (1 +
)
100
работающей поточной линии, Tсм - время смены, Tпр - время регламентированных
перерывов, N всут - суточная программа выпуска изделий, а - уровень
технологических потерь, 5..10%.
2.) определение расчетного числа рабочих мест на каждой операции С jрасч =
tj
.
r
3.) вычисление действительного числа рабочих мест: округление расчетного числа
рабочих мест до ближайшего целого C расч ⎯⎯
→ Сприн
4.) расчет коэффициента загрузки каждой операции K зj =
C jрасч
100%
C jприн
В зависимости от места операции различают линии с рабочим конвейером (операции
выполняются на транспортере) и с распределительным конвейером (операции
выполняются на стационарном рабочем месте).
Выбор линии.
Даны N в , Tсм , ti .
ОППЛ
N в , Tсм , ti
нет
r
C
K зi
1
да
ОНПЛ с рабочим конвейером
ОНПЛ
нет
деталь
снимается
с конвейера
да
ОНПЛ с распред. конвейером
Расчет предметно-поточных линий с рабочим конвейером.
Функции конвейера:
1.) конвейер является средством поддержания такта поточной линии.
2.) конвейер является средством транспортирования изделий по операциям
производственного процесса
3.) конвейер является местом выполнения операции. Изделия на конвейере
располагаются на равном расстоянии друг от друга. Рабочие места располагаются с
одной и с двух сторон конвейера. Движение ленты конвейера может быть
непрерывное или пульсирующее.
4.) если операции сборочные и коэффициент загрузки 90-110%, то применяют рабочий
конвейер.
5.) определение шага конвейера l0 . Его принимают в зависимости от габаритов
изделия и необходимого расстояния между ними. Расстояние между деталями
lпр берут 200-300 мм. Если габариты изделия небольшие и принято однорядное
расположение рабочих мест, то шаг конвейера принимают равным 1..1.5 метра.
l
6.) определение скорости движения ленты конвейера Vk = 0 м / мин . Должна быть от
r
0.3 до 2 или от 0.5 до 2.5. Скорость конвейера должна попасть в эти пределы, если
нет, то меняем шаг.
m
7.) определение рабочей части ленты конвейера hраб . л.к . = ∑ ( Lнj − Lдопj ) , где Lнj j =1
нормальная зона выполнения жытой операции, Lдопj - дополнительная зона
выполнения жытой операции. hнj = l0C j ; hдопj = l0 Δ j , где Δ j - число дополнительных
резервных зон. Δ jрасч =
tфj − tнj
где tфj - фактическое время выполнения жытой
r
операции, tнj - нормативное время выполнения жытой операции.
8.) длительность производственного цикла изготовления одного
m
m
m
∑L
j =1
j =1
Vk
изделия Tц = r ∑ (C j + Δ j ) = r ∑ C j +
j =1
однорядное расположение
рабочих мест
дi
.
двухрядное расположение
рабочих мест
рабочие
lпр
l0
Лекция 11. 11 мая 2008 г.
Построение «косого» графика (графика движения деталей по
операциям).
“косой график”
Nоп Ci
1
1
1
2
2
3
1
3
2
Планировка участка.
Заготовки
Конвейер
Ворота
Готовые
изделия
Дорога
Расчет поточных линий с распределительным конвейером.
Распределительный конвейер применяется чаще всего на обрабатывающих операциях.
Детали располагаются на транспортере на одинаковом друг от друга расстоянии.
l0
lоб
lпр
=200..300
Рабочие места располагаются около транспортера,
преимущественно с двух сторон. Операции выполняются на
стационарных рабочих местах. Для этого детали
снимаются с конвейера, устанавливаются на
оборудование и после окончания операции
возвращаются на прежнее место на конвейер.
Порядок расчета:
1.) определяется такт поточной линии.
2.) определяется число рабочих мест, расчетное и
реальное.
3.) коэффициент загрузки рабочих мест
4.) схема планировки поточной линии
5.) определение шага конвейера l0 . Определяется как минимальное расстояние между
рабочими местами, тогда как габариты оборудования и детали всегда разные.
l
6.) определение скорости движения ленты конвейера Vk = 0
r
7.) определение длины рабочей части конвейера L рлк
8.) определение общей длины конвейера Lобщ = 2 Lрлк + 2π Rб , где Rб – радиус барабана
приводной станции
9.) определение комплекта разметочных знаков. Пкрз - период комплектования,
определяется как наименьшее общее кратное от числа рабочих мест на всех
операциях. Пример:
C1=2
Пк=12
C2=3
Пк=60
C3=4
C4=5
Для Пк до 16 применяют цифровую метку, а потом цветовую.
10.)
Распределение разметочных знаков по рабочим местам (для примера):
Nоп
Сiпр
1
2
3
4
Пк
1
2
1
2
3
1
2
3
4
1
2
3
4
5
12
12
12
кол-во знаков
закрепленных за
рабочим местом
по 6 знаков
по 6 знаков
по 4 знака
по 4 знака
по 4 знака
по 3 знака
по 3 знака
по 3 знака
по 3 знака
цветовая разметка
Закрепленные
Nраб.места знаки
1нечетные детали
2четные детали
11,4,7,10
22,5,8,11
33,6,9,12
11,5,9
22,6,10
33,7,11
44,8,12
1белое поле
2синее
3красное
4зеленое
5желтое
11.)
Корректировка шага и скорости конвейера. Скорость конвейера должна
быть от 0.3 до 2.5 м/мин, иначе подгоняем.
m
L
определяем длительность производственного цикла Т ц = r ∑ C j + лрк
12.)
Vk
j =1
строится график движения деталей по операциям.
13.)
Для распределительного конвейера по графику можно определить только длительность
технологического цикла.
Расчет однопредметных прерывистых поточных линий (прямоток)
(ОППЛ).
На этих линиях самой важной задачей является задача организации труда рабочего.
Ритмичность линии достигается тем, что рабочий выполняет несколько операций на
недогруженных рабочих местах, двигаясь по строго определенному маршруту с тем,
чтобы его суммарная загрузка примерно равнялась 100%. На этих линиях всегда
требуются рабочие с высокой квалификацией. На ОППЛ используются передача деталей
партиями за так называемый период комплектования выработки. Период комплектования
1
обычно берут кратным смене RK = Tсм (или1/ 4;1/ 8) .
2
Расчет ОППЛ.
1.) расчет такта поточной линии r =
Fз
.
N В(З )
2.) определение расчетного и необходимого количества рабочих мест Сiрас , Ciпр
3.) считают коэффициент загрузки рабочего места К зi
4.) строится график-регламент
5.) рассчитываются межоперационные оборотные заделы (сколько деталей ждет свою
T C T C
очередь между операциями) Z об j , j+1 = H j − H j +1 , где tшт j - время обработки на
tшт j
tшт j+1
жытой операции.
N Всут = 480шт
Пример расчета при: программе выпуска: f = 2смены
1
RK = Tсм = 240 мин
2
Nоп tштj,мин/шт Сjp
1
2.36
2 1.38
3
2.62
4 1.64
Cjпр Кзj
Nраб.местКзjраб.мест
100
1
1.18 2 59 2
18
0.69 1
69 3
69
4
100
1.31 2 65.5 5
31
0.82 1
82 6
82
На ОППЛ за некоторыми рабочими закрепляют выполнения двух, а то и трех операций.
Период комплектования принимается кратным смене, что связано с удобством
перехода рабочих с одной операции на другую. Если принять период комплектования
меньше четверти смены, то рабочему придется часто переходить с одного места на
другое. За период комплектования RK на всех операциях обрабатывается одинаковое
количество деталей. Ритмичность и непрерывность прямоточных линий
поддерживается за счет межоперационных оборотных заделов. Тн – период
неизменности условий.
Лекция 12. 19 мая 2008 г. В течение периода Rk имеется несколько периодов неизменности условий. За каждый период неизменности условий определяется величина оборотного задела zобj. Если zоб > 0,то к концу периода неизменности условий создается задел, равный полученной величине, если zоб < 0,то к началу периода неизменности условий должен быть создан задел, равный по абсолютной величине предыдущему заделу и к концу периода он расходуется. Величина задела в начале и в конце периода должна быть одинаковой. Автоматизированное производство Первый этап – создание жестких автоматических линий(не переналаживаются) и цехов автоматов. Второй этап – создание станков с ЧПУ, автоматизированных линий на базе этих станков. Третий – создание обрабатывающих центров и линий на основе МП техники с использованием промышленных роботов и создание ГАП(гибких автоматизированных производств). Четвертый ‐ создание заводов с системами управления с помощью искусственного интеллекта. Автоматические линии бывают: 1. По специализации: однопредметные, многопредметные, для поштучной обработки, для обработки нескольких заготовок одновременно 2. По перекрытию транспортных операций: с неперекрытием(распределительный конвейер), с перекрытием(роторные линии) 3. По гибкости: синхронные с жестким тактом(не имеют заделов на операциях, детали подаются поштучно, остановка детали на операции приводит к остановке линии), гибкие несинхронные(накопители, которые обеспечивают работу с жестким тактом и если что‐то выходит из строя, то линия продолжает работать), спутниковые линии(на каждом рабочем месте присутствуют приспособления для закрепления деталей) 4. По видам работ: сборочные, технологические(термические и т.д.) и комплексные. Роторные автоматические линии. Совмещают транспортные и технологические операции, используются для деталей простой формы, а также в случае, когда обработка ведется перемещением рабочей среды. Время цикла Тц примерно в 10‐20 раз меньше, производительность выше в 3‐6 раз, суммарная трудоемкость на одно изделие меньше в 2‐4 раза по сравнению даже с автоматическими линиями. К роторным линиям относятся: АРЛ(автоматическая роторная линия – совокупность технологических транспортных роторов, установленных на одной станине и объединенных системой привода и управления), АРКЛ(автоматическая роторно‐
конвейерная линия – выполняет те же функции, что и АРЛ, но конструктивно другая, предметы обработки и инструменты отделены от технологических роторов и размещены на гибких транспортных конвейерах), РР(рабочий ротор – основная структурная единица АРЛ или АРКЛ, это рабочая машина, которая самостоятельно выполняет все рабочие и вспомогательные ходы, кроме операции наладки и устранения отказов в работе) Промышленные роботы. В основном используются когда имеется утомительная, вредная, тяжелая или опасная ручная работа(на погрузочно‐разгрузочных и других вспомогательных операциях, при переоснащении производства или когда необходимо повысить качество продукции или резко увеличить объем выпуска). Робототехнические комплексы(РТК) – совокупность основного технологического оборудования, роботов и средств оснащения. Основное технологическое оборудование – станки, сварочные аппараты, прессы, измерительные машины, общее количество не превышает 5 единиц. Средства оснащения – вспомогательное технологическое оборудование, устройство накопления и ориентации деталей, тактовые столы и магазины. Существуют: РТУ(роботизированные технологические участки), РТЛ(‐‐‐//‐‐‐ линия), РТЦ(‐‐‐
//‐‐‐ цех), РТЗ(‐‐‐//‐‐‐ завод). Гибкое автоматизированное производство. Это комплекс оборудования с ЧПУ, РТК, обрабатывающими центрами, МП техникой, автоматизированными складами и транспортной системой. Первичная единица ГАП – гибкий производственный модуль(ГП). Он состоит из основного оборудования, автоматизированной системой управления, специализированных роботов и накопителей. ГПС(гибкие производственные системы) – комплексное автоматизированное производство, управляемое как единое целое многоуровневой системой автоматизированного управления и осуществляющей полный производственный цикл изготовления изделия или конструктивно законченных их частей. ГАМ(гибкий автоматизированный модуль) – система из одной единицы технологического оборудования, САУ и средств автоматизации. Несколько ГАМ составляют собой ГАЛ. ГАК(гибкий автоматизированный участок) – оснащен оборудованием для выполнения однотипных технологических операций.