Организация и планирование поточной линии обработки детали для массового производства

КУРСОВАЯ РАБОТА

по организации производства

на тему «Организация и планирование поточной линии обработки детали для массового производства»

Введение

Организация производства – это координация во времени и пространстве всех материальных и трудовых ресурсов с целью получения максимального эффекта.

Начальным этапом организации производства является разработка генерального плана.

При разработке генерального плана учитывают:

- прямоточность продуктов питания;

- использование технологического транспорта;

- сокращение протяженности коммуникаций;

- учет рельефа мощности;

- учет характера производства.

Тип производства предопределяет структуру предприятий и цехов, характер загрузки рабочих мест и движение предметов труда в процессе производства. Каждый тип производства имеет свои особенности организации производства и труда, применяемого оборудования и технологических процессов, состава и квалификации кадров, а также материально-технического обеспечения. Применительно к конкретному типу производства строится система планирования и учета. Следовательно, правильный выбор типа производства является, чуть ли не самым важным этапом, предопределяющим дальнейшее развитие промышленного предприятия.

Основные направления совершенствования структуры организации производства на промышленных предприятиях:

1) определение оптимальных размеров предприятия;

2) укрупнение специализации основного производства;

3) расширение кооперации по обслуживанию основного производства;

В зависимости от особенностей производственных процессов и типа производства применяется определенный метод организации производства.

Метод организации производства — это способ осуществления производственного процесса, представляющий собой совокупность средств и приемов его реализации и характеризующийся рядом признаков, главными из которых являются взаимосвязь последовательности выполнения операций технологического процесса с порядком размещения оборудования и степень непрерывности производственного процесса.

Существует три метода организации производства:

1) непоточный (единичный);

2) поточный;

3) автоматизированный.

Из всех методов организации производства наиболее совершенным по своей четкости и законченности является поточный, при котором предмет труда в процессе обработки следует по установленному кратчайшему маршруту с заранее фиксированным темпом.

Организация поточного производства предусматривает проведение ряда организационно-технических мероприятий и расчета показателей работы линии. Высокие требования предъявляются к выбору и размещению оборудования, качеству и точности оснастки, качеству материалов, отработанности конструкции и прогрессивности технологических процессов, обслуживанию основного производства, планированию и учету. Конструкция изделий должна быть отработана, стабильна, с широким применением стандартных и унифицированных деталей и узлов, большое значение имеет технологичность конструкции, обеспечивающая минимальную трудоемкость и себестоимость ее изготовления, минимальную материалоемкость; конструкция изделия должна быть разработана на принципе взаимозаменяемости дёталей и узлов; высокое качество конструкции должно способствовать ее устойчивости.

В процессе выполнения курсового проекта (работы) необходимо выполнить расчеты по отдельным вопросам организации и планирования производства проектируемой поточной линии, экономически обосновать технологические и организационные решения производства детали. Исходя из технологического процесса и применяемого оборудования, обосновывается выбор непрерывно- или прерывно-поточной однопредметной линии механической обработки.

1 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ, ОБОСНОВАНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА И ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

1.1 Краткое описание объекта производства

В данном курсовом проекте разрабатывается организация производства вала, который входит в состав сборочной единицы - насос роторный ВЗ-ОР2-А2, предназначенный для перекачивания по трубам вязких молочных продуктов с t не более 90 С⁰. Может применяться для перекачивания и других пищевых и не пищевых продуктов, подобных по вязкости и химической активности. В насосе деталь выполнят функцию ведущего вала, который получает крутящий момент от зубчатого колеса 1 и передаёт его шестерне 2 и рабочей шестерне 3.

Рисунок 1.1 – Сборочный чертёж роторного насоса ВЗ-ОР2-А2

Для изготовления детали используется сталь 14Х17Н2 ГОСТ 5632-72. Выбор данной стали, оправдан её коррозионной стойкостью, так как в процессе работы вал будет контактировать с перекачиваемыми молочными продуктами.

В качестве заготовки используется поковка, полученная штамповкой на КГШП. Технологический процесс, включает такие операции как Фрезерно-центровальная, токарная с ЧПУ, шпоночно-фрезерная, шлифовальная, полировальная.

1.2 Характеристика вариантов технологического процесса

Для производства заданных деталей в качестве возможных рассматриваются базовый и новый варианты технологических процессов.

Характеристики рассматриваемых технологических вариантов приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 - Анализ базового технологического процесса

Таблица 1.2 — Анализ нового технологического процесса

Анализируя предлагаемые варианты технологических процессов устанавливаем, что оба из рассматриваемых вариантов обеспечивают выпуск деталей в заданном объеме и в полном соответствии с техническими условиями, но новый вариант (I) технологического процесса основан на применении станка с ЧПУ, что обеспечивает лучшие условия труда, сокращение длительности производственного цикла, обеспечение непрерывности и ритмичности производства. Квалификация рабочих в обоих из рассматриваемых вариантов находится на одном уровне.

Исходя из приведенных характеристик, учитывая выявленные достоинства и недостатки обоих рассматриваемых вариантов, для дальнейшего проектирования принимаем новый вариант технологического процесса.

2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И ОПЕРАТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ОДНОПРЕДМЕТНОЙ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ

2.1 Расчет такта поточной линии

Такт поточной линии — средний интервал времени между выпуском обрабатываемых деталей — рассчитывается исходя из максимальной годовой программы выпуска деталей.

На однопредметной поточной линии такт потока

, (мин/шт.), (3.1)

где Ф_д — действительный фонд времени работы линии в планируемом периоде, ч;

N_в — программа выпуска деталей, шт.

Действительный фонд времени работы оборудования зависит от вида оборудования, его ремонтной сложности и, следовательно, среднего простоя его в ремонте, сложности наладки и подналадки.

Действительный фонд времени определяется по формуле:

, (час.), (3.2)

где Ф_н— номинальный фонд времени работы поточной линии при двухсменной работе, ч;

a_р— коэффициент, учитывающий потери времени, связанные с проведением плановых ремонтов и всех видов обслуживания (0.03...0.07);

a_н — коэффициент, учитывающий потери времени на настройку и подналадку оборудования во время рабочих смен (0,05...0,1).

=4015[1-(0.05+0.05)]= 3613,5 час.

мин/шт

2.2 Расчет потребного количества рабочих мест

В поточном производстве потребное количество рабочих мест (оборудования) определяется для каждой технологической операции. Первоначально определяют расчетное число рабочих мест (т_рi):

, (шт.), (3.3)

где t_{шт i} — норма штучного времени на i-й операции, мин;

r — такт потока, мин.

Принимаем 1.

Аналогично рассчитываем число рабочих мест для остальных операций. Результаты сведем в таблицу 2.1.

Коэффициент загрузки рабочих мест определяется в процентах по каждой операции технологического процесса и по линии в целом:

- по операциям

;

- по линии в целом

,

где К_о — количество операций.

Полученные значения заносим в таблицу 2.1.

Таблица 2.1. — Расчет количества рабочих мест

2.3 Выбор вида поточной линии

При проектировании поточной линии ограничиваемся предварительной синхронизацией, при которой длительность обработки деталей на данной операции может отклоняться от такта потока в пределах 8-10%. Окончательная же синхронизация достигается в период освоения и отладки работы линии в производственных условиях.

. Расчленять и перераспределять станочные операции трудно, а иногда просто невозможно. Поэтому для применения непрерывно-поточной линии необходимо выявить возможность синхронизации по занятости рабочего в течение такта потока или кратной ему величины, при наличии простоя недогруженных станков. В этом случае синхронизация может достигаться при выполнении условия:

или ,

где Н_прi — принятая норма обслуживания станков одним оператором.

Оперативное время (t_oi) на операции составляет 5,4 минуты, а такт потока r = 1,084мин., то m_oi = 5,4/1,084 = 4,99, m_прi = 5. Занятость рабочего 1,074 мин. То Н_рi = 5,05, а Н_прi =5. Таким образом, при параллельном обслуживании 5-и станков за 5 тактов потока (5,42 мин.) рабочий занят 5,37 мин., и поэтому линия может быть принята непрерывно-поточной.

Длина непосредственно рабочей части конвейера L_p определяется по формуле:

,(м),

где К_о — число операций;

l— шаг конвейера (расстояние между предметами на линии, м).

2*6=12 м

Скорость конвейераvопределяется:

м/мин,

2/1,084=1,85 м/мин

Наиболее удобной является скорость до 3 м/мин. Условие выполняется, т.к. v<3 м/мин

2.4 Разработка стандарт-плана линии

По степени непрерывности процесса производства поточные линии массового производства делятся на непрерывно-поточные и прерывно-поточные. Непрерывно-поточный процесс производства характеризуется синхронностью продолжительности выполнения каждой операции с тактом потока. При такой организации процесса производства за каждый такт с линии сходит одна деталь.

Cтандарт-план работы непрерывно-поточной линии регламентирует расстановку рабочих по операциям, определяет загрузку рабочих и оборудования. Стандарт-план определяет способ и период передачи деталей с операции на операцию (по одной детали или транспортными партиями, через такт или через несколько тактов), периодичность и количество подач заготовок на первую операцию.

Стандарт-план работы непрерывно-поточной линии составляется на такой отрезок времени, который достаточен для выявления повторяемости процесса производства на данной линии. Разработанный стандарт-план актуален на протяжении такого отрезка календарного времени, пока в производственной программе не произойдут существенные изменения.

2.5 Расчет заделов на линии

Технологический задел — это количество деталей, находящихся в данный момент в процессе обработки, или заготовок, установленных на станках:

, (шт.),

где К_р.м — количество рабочих мест (станков) на линии;

п_устi — количество одновременно обрабатываемых деталей или установленных заготовок на i-м рабочем месте.

6 шт.

Транспортный задел — количество деталей или заготовок, которые находятся в процессе передачи с одной операции на другую. Он зависит от степени синхронности смежных операций.

;

где т_прi— количество единиц оборудования или рабочих мест на i-й операции;

1+3+1=5 шт.

Zобщ=Zтех+Zтр=6+5=11 шт.

3 ОБСЛУЖИВАНИЕ РАБОЧИХ МЕСТ

3.1 Расчет численности рабочих

Расчет численности рабочих основного производства можно производить двумя методами: по числу рабочих мест и по трудоемкости работ. На поточных линиях применяется первый метод. Если станочник работает на одном станке, занятость рабочего в течении смены будет соответствовать загрузке рабочих мест. Так рассчитывается явочное число рабочих, которые должны ежедневно выходить на работу в плановом периоде. Списочное число рабочих — это число рабочих, которые должны обеспечить функционирование оборудования в течение плановой продолжительности его работы:

,

где Ч_яв — число рабочих, чел.;

Ф_д — действительный фонд времени работы оборудования, ч;

Ф_эф — эффективный фонд рабочего времени одного работающего, ч.

Коэффициент фактической занятости рабочего-многостаночника

,

где t_р — фактическое рабочее время за время цикла, включая время переходов, мин;

Т_ц.м. — длительность цикла многостаночного обслуживания, мин.

Нормативное количество станков, обслуживаемых одним рабочим, можно определить по формуле:

,

где t_м-а — время машинно-автоматической работы, мин;

t_в.н. —вспомогательное неперекрывающееся время, включая времяактивного наблюдения, мин;

t_в.п.— вспомогательное перекрывающееся время, мин;

t_пер — время перехода рабочего от станка к станку, мин.

Расчетное количество станков округляется до ближайшего меньшего числа. Если на станках выполняются разные операции, принимается значение t_м-а того станка, для которого оно меньше.

На непрерывно-поточной линии длительность цикла при многостаночной работе равна или кратна такту поточной линии:

, п=1,2,3,…

На 1-й, 3-й,4-й операциях (п = 1):

=1*1,084=1,084 мин.

На 2-й операции (п = 3):

=3*1,084=3,25 мин.

На 1-й операции получаем

0,851/1,084=0,79

=1,3шт.

Численность рабочих-станочников по каждой операции с учетом многостаночного обслуживания:

,

где т_р — расчетное число рабочих мест по данной операции;

Н — количество станков, обслуживаемых одним рабочим.

Чм1=1/1,3 =0,77 чел.

Принимаем на первой операции Чм1=1 чел.

Аналогично определяем число рабочих-станочников на остальных операциях. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2. Численность рабочих-станочников

Численность рабочих вспомогательного производства можно рассчитать на основе трудоемкости работ или норм обслуживания. Расчет численности |вспомогательных рабочих i-й профессии ведется по формуле:

,

где åU_i — сумма единиц обслуживания по i-й профессии;

k_см — количество смен работы;

Н_оi— норма обслуживания по i-й профессии

Определим число наладчиков токарных станков

= 0,5 чел.

Принимаем Чвспт=1 чел.

Аналогично определим число вспомогательных рабочих на остальных операциях. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.3

Таблица 2.3. Численность рабочих вспомогательного производства

Численность служащих (руководителей и специалистов) участка определяем укрупнённо в процентах от числа всех рабочих (для механообрабатывающих цехов: 8-16 %).

Чсл=0,1*(Чм+Чвсп)=0,1*(3+10)=1,3 чел

Принимаем Чсл=2 чел

3.2 Планирование и организация ремонта оборудования

Планирование ремонтных работ осуществляется на основе типовой системы технического обслуживания и ремонта оборудования.

Сущность системы заключается в том, что после отработки каждым агрегатом или станком определенного количества часов производятся плановые профилактические осмотры и различные виды ремонтов.

Продолжительность ремонтных циклов, межремонтных и межосмотровых периодов устанавливается в часах оперативного времени работы оборудования. Основным нормативом при организации и планировании ремонтных работ является длительность ремонтного цикла Т_ц, под которым понимается период оперативного времени работы оборудования между двумя капитальными ремонтами.

Продолжительность ремонтного цикла:

, (час),

где А — исходная величина ремонтного цикла, различная для различных видов оборудования,

k_ом — коэффициент, учитывающий род обрабатываемого материала;

k_ми — коэффициент, учитывающий род материала инструмента;

k_тс — коэффициент, учитывающий квалитет точности обработки;

k_мс — коэффициент, учитывающий массу станка;

k_в — коэффициент, учитывающий возраст станка;

k_д — коэффициент, учитывающий год выпуска станка.

Величина А и коэффициенты принимаются по справочным изданиям.

В нашем случае коэффициенты для всех единиц оборудования одинаковы и равны:

А=24000 час.;k_ми =1;k_тс =1;k_мс=1;k_в =1;k_д =1.

Тц=24000*1*1*1*1*1=24000 час.

Расчета длительности ремонтного цикла в годах

Тцг=Тц/(Фд*Кз) (лет)

Расчета длительности ремонтного цикла в месяцах

Тцм=12*Тцг (мес).

Продолжительность межремонтного tи межосмотрового t_о периодов:

; ,

где Х_с — количество средних ремонтов в течение ремонтного цикла;

Х_Т— количество текущих ремонтов в течение ремонтного цикла;

Х_о — количество осмотров в течение ремонтного цикла.

Количество Х_с , Х_Т и Х_о определяется по структуре ремонтного цикла для данного вида оборудования

Для станков на первой операции получаем:

Тцг=24000/(3613,5*0,57)=11.6 лет

Тцм=11.6*12=139.2мес.

=17.4 час.

=8.7мес.

Для уменьшения простоев линии станки должны ремонтироваться одновременно.

Таблица 3.4. – План ремонта оборудования механического участка на 2003г.

Примечание. В числителе указывается продолжительность выполнения слесарных работ (ч), в знаменатели – продолжительность простоя станка в ремонте (сут.)Трудоемкость данного вида ремонта по каждому станку определяется на основе категории сложности ремонта и норм трудоемкости на одну ремонтную единицу и определяется по формуле:

, (нормо-час),

где К_с — категория ремонтной сложности станка;

t_с — норма времени на одну ремонтную единицу, ч, по нормативам.

Трудоемкость ремонта должна быть определена отдельно по видам работ и в целом. Результаты расчетов сведены в таблице

Среднегодовой объем слесарных работ Q_сл определяется по формуле:

,

где t_о, t_т, t_с, t_к — норма времени на единицу ремонтной сложности при соответствующем виде ремонта ;

К_об - количество установленного оборудования.

Таблица 3.5. Среднегодовой объем слесарных работ

Аналогично рассчитывается среднегодовой объем станочных работ по ремонту.

Таблица 3.6. Среднегодовой объем станочных работ

Продолжительность простоя оборудования в ремонте зависит от вида ремонта, категории ремонтной сложности агрегата и числа смен работы ремонтных бригад в сутки. Простой оборудования в ремонте исчисляется с момента остановки агрегата на ремонт до момента приемки его из ремонта.

Численность слесарей для ремонта Ч_сл :

, (чел),

Численность станочников для ремонта Ч_ст :

, (чел),

Коэффициент a_р, учитывающий потери времени на выполнение плановых ремонтных работ:

,

где Q_сли Q_ст— соответственно общий годовой объем слесарных и станочных работ на автоматической линии (участке) по итоговым данным;

Ф_р — годовой фонд работы одного рабочего в год (час);

Q_пр — суммарные простои оборудования за год (час);

Ф_н — номинальный фонд работы одного станка за год (час).

Число слесарей для ремонта

Чсл=Qсл/Фр=1868/2080=0,9 чел.

Принимаем Чсл=1.

Число станочников для ремонта

Чст=Qст/Фр=846/2080=0,4 чел.

Принимаем Чст=1.

Коэффициент a_р следует сравнить с принятым при расчете действительного фонда работы оборудования.

a_р =(1868+846)/(6*4015)=0,11

Полученный коэффициент a_р больше принятого (a=0,1).

Кроме ремонтного персонала рассчитывается потребность в персонале по дежурному обслуживанию оборудования (дежурные слесари, электрики и др.). При этом численность дежурного персонала j-й профессии рассчитывается по формуле:

,

где К_ei —-категория ремонтной сложности i-го оборудования;

Н_oj — норма обслуживания одним дежурным рабочим j-й профессии (в единицах ремонтной сложности);

k_см— коэффициент сменности работы оборудования.

Число дежурных слесарей

Чд=(47*6+38*8)*2/500=2,3 чел.

Принимаем Чд=3 чел.

Число дежурных электриков

Чэ=(47*6+38*8)*2/1000=1,1 чел.

Принимаем Чэ=2 чел.

3.3 Планирование и организация обеспечения инструментом

В этом разделе проекта определяем нормы расходам запаса инструмента, а также его стоимость в расчете на годовую программу выпуска деталей.

Расчет нормы расхода режущего инструмента в массовом и крупносерийном производстве обычно производится на 1000 шт. деталей по каждому типоразмеру инструмента для каждой деталеоперации:

,

где Н_pij — норма расхода режущего инструмента j-го типоразмера на i-й операции, шт.;

t_мij — продолжительность обработки одной детали на i-й операции j-м инструментом, мин;

T_изнj— время полного износа инструмента i-го типоразмера, ч;

А_ij — количество инструментов в одной наладке на i-й операции j-м инструментом;

k_yj— коэффициент случайной убыли инструмента.

Определим норму расхода резцов проходных на 1-й операции

=0,3шт.

Таблица 3.7. Норма расхода режущего инструмента

Норма расхода для измерительного инструмента j-го наименования на 1000 деталей определяется по формуле:

,

где с — необходимое количество измерений на одну деталь;

k_выб — доля деталей, подвергаемых выборочному контролю;

т_о — количество измерений, выполняемых с помощью инструмента до полного его изнашивания.

Количество измерений т_о зависит от квалитета точности измеряемого размера (а следовательно, от поля допуска на износ калибра) и рода обрабатываемого (т. е. измеряемого) материала.

Определим норму расхода штангенциркулей на 1-й операции

=0,5 шт.

Таблица 3.8. Норма расхода измерительного инструмента

Годовой расход режущего, абразивного и измерительного инструмента j-го типоразмера:

,

где N_в — программа выпуска деталей, шт;

Н_ij— норма расхода инструмента j-го типоразмера на i-й операции.

Определим годовой расход резцов проходных

=60 шт.

Результаты расчетов по остальным инструментам сводим в табл. 3.9.

Таблица 3.9. − Ведомость расчета потребности в инструменте на годовую программу

С целью создания минимальных запасов инструмента для обеспечения бесперебойной работы цеха производится расчет цехового оборотного фонда инструмента Z_цпо каждому его типоразмеру, предусмотренному технологическим процессом обработки:

,

где Z_рм ── количество инструмента, находящегося на рабочих местах;

Z_рз ── количество инструмента, находящегося в заточке;

Z_к ── количество инструмента, находящегося в ИРК.

При этом

,

где А_ij − количество j-х единиц инструмента данного типоразмера, находящегося в резерве на рабочем месте i-й операции;

Е − количество рабочих мест (станков), на которых одновременно используется данный инструмент;

К − количество запасных комплектов инструмента, находящихся в резерве на рабочем месте (1-2).

,

где t_з − цикл заточки инструмента (8 или 16 часов);

t_п − период доставки инструмента (обычно один раз в смену).

,

где Т_з − период времени, необходимый для обмена затупленного инструмента на заточенный, ч. Принимается по заводским данным, или при их отсутствии – 24 ч.;

Р − период времени, необходимый для пополнения запасов ИРК с ЦИС, сут.;

М − месячный расход инструмента данного типоразмера;

D− число рабочих дней в месяце.

Для проходных резцов получим

=2 шт.

=1 шт.

=25 шт.

=38 шт.

Таблица 3.10. − Ведомость расчета потребности в инструменте на годовую программу

Запас этого инструмента в ИРК устанавливается в зависимости от количества одновременно применяемого на рабочих местах и средней стойкости: для наиболее ходового – в размере среднемесячного его расхода, для наименее ходового – в размере двухмесячного расхода и более.

Рисунок 1 – Стандарт-план однопредметной непрерывно-поточной линии

Литература

1 Сачко А.Н.,Бабук В.В. Организация и планирование машиностроительного производства. Курсовое проектирование. Мн.: Вышэйшая школа,1986 г

2 Практикум по организации и планированию машиностроительного производства. Под ред. Ю.В.Скворцова, Л.А. Некрасова. М.: Высшая школа, 1990 г

3 Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. Мн.: Вышэйшая школа,1983 г