Автоматизация технологических процессов

Задание.

1. Рассмотреть один из типов производства (единичное, серийное, массовое).
2. Сформулировать основные требования и особенности автоматизации выбранного типа производства.
3. Описать одну из форм организации производства (групповая, поточная).
4. Рассмотреть основные этапы разработки технологического процесса.
5. Описать основные характеристики производственного процесса (вид и количество производимой продукции, качество, производительность, гибкость, степень автоматизации, эффективность производственного процесса).
6. Описать один из уровней планирования и управления производством в сквозной интегрированной системе (стратегический, тактический, исполнительный уровень).
7. Рассмотреть технико-экономическое обоснование автоматизации выбранного типа производства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Серийное производство.

 

Серийное производство – это  форма организации производства, для которой характерен выпуск изделий  большими партиями (сериями) с установленной  регулярностью выпуска.

Серийное производство — наиболее распространенный тип производства.

Характеризуется постоянством выпуска довольно большой номенклатуры изделий. При этом годовая номенклатура выпускаемых изделий шире, чем номенклатура каждого месяца.

Это позволяет организовать выпуск продукции более или менее  ритмично. Выпуск изделий в больших  или относительно больших количествах  позволяет проводить значительную унификацию выпускаемых изделий  и технологических процессов, изготовлять  стандартные или нормализованные  детали, входящие в конструктивные ряды, большими партиями, что уменьшает  их себестоимость.

Серийный тип производства характерен для станкостроения, производства проката  черных металлов и т.п.

 Организация труда в серийном  производстве отличается высокой специализацией. За каждым рабочим местом закрепляется выполнение нескольких определенных деталеопераций. Это дает рабочему хорошо освоить инструмент, приспособления и весь процесс обработки, приобрести навыки и усовершенствовать приемы обработки. Особенности серийного производства обуславливают экономическую целесообразность выпуска продукции по циклически повторяющемуся графику.

 

Подтипы серийного производства:

- мелкосерийное;

- серийное;

- крупносерийное.

Мелкосерийное тяготеет к единичному, а крупносерийное — к массовому. Это деление носит условный характер. Например, в соответствии с классификацией, предложенной Вудворд, выделяются единичное и мелкосерийное производство (Unit Production), массовое (Mass Production) и непрерывное (Process Production).

Производство мелкосерийное является переходным от единичного к серийному. Выпуск изделий может осуществляться малыми партиями.

В настоящее время в машиностроении одним из конкурентных факторов стала  способность фирмы изготовлять  уникальное, зачастую повышенной сложности  оборудование малой партией по спецзаказу покупателей.

Внедрение компьютеризации позволяет  повысить гибкость производства и внести в мелкосерийное производство черты  поточного производства. Например, появилась возможность изготовлять  несколько типов изделий на одной  поточной линии с затратой минимального количества времени для переналадки  оборудования.

 

Крупносерийное производство является переходной формой к массовому производству.

В крупносерийном производстве выпуск изделий осуществляется крупными партиями в течение длительного периода. Обычно предприятия этого типа специализируются на выпуске отдельных изделий  или комплектов по предметному типу.

 

Основные требования и особенности серийного производства:

 

- постоянство относительно большой номенклатуры повторяющейся продукции, изготовляемой в значительных количествах;

- специализация рабочих мест  для выполнения нескольких закрепленных  операций;

- периодичность изготовления изделий  сериями, обработка деталей партиями;

- преобладание специального и  специализированного оборудования  и технологического оснащения;

- наличие незначительного объема  ручных сборочных и доводочных  операций;

- преимущественная численность  рабочих средней квалификации;

- незначительная длительность  производственного цикла;

- централизация оперативно-производственного  планирования и руководства производством;

- автоматизация контроля качества  изготовляемой продукции;

- применение статических методов  управления качеством продукции;

- унификация конструкций деталей  и изделий, типизация технологических  процессов и оснастки.

 

Поточная форма организации  производства.

 

Поточное производство обладает характерными чертами передовой организации  производства – специализацией участков и рабочих мест, ограниченной номенклатурой  изготовляемой продукции, пропорциональностью  производственных мощностей, ритмичностью и непрерывностью.

В сочетании с широким применением  специализированного оборудования, комплексной механизацией и автоматизацией ручных работ поточные методы обеспечивают повышение производительности труда, увеличение  выпуска, улучшение качества и снижение себестоимости продукции. В настоящее время на предприятиях, применяющих поточные методы, производится основная масса промышленной продукции.

 

Наиболее общими признаками организации  поточного производства являются:

1. Изготовление на поточной линии  одного или нескольких наименований  изделий, близких между собой  по конструктивным особенностям, технологии изготовления и габаритам.

2. Расчленение процесса производства  на равные или кратные по  трудоемкости операции и установление  целесообразной их последовательности. Такое расчленение и синхронизация  операций служат предпосылкой  непрерывности — одного из  признаков передовой организации  производства.

3. Закрепление операций за определенными  рабочими местами и цепочное  расположение последних по ходу  технологического процесса в  виде поточной линии. Это расположение  обеспечивает наиболее короткий  путь прохождения обрабатываемого  предмета труда и возможность  применения межоперационного транспорта  постоянного направления.

4. Оснащение рабочих мест поточной  линии специальным оборудованием,  инструментом и приспособлениями, обеспечивающими высокопроизводительное  выполнение закрепленных операций.

5. Одновременное выполнение операций  на всех или на большинстве  рабочих мест. Этим обеспечивается  параллельность — один из основных  признаков передовой организации  производства.

6. Наличие специального межоперационного  транспорта, который перемещает  обрабатываемую продукцию и поддерживает  заданный ритм производства. На  непрерывно-поточных линиях с  принудительным ритмом функции  перемещения полуфабрикатов выполняют  конвейеры.

Основным звеном поточного производства является проточная линия, под которой  понимается совокупность рабочих мест, расположенных в последовательности технологического процесса и предназначенных  для выполнения определенных, закрепленных за ними операций. Поточные линии весьма разнообразны и делятся на несколько групп. По номенклатуре обрабатываемых изделий различаются: постоянно-поточные однодетальные линии, для которых характерным является: а) производство одного вида продукта, б) постоянно действующий, несменяемый технологический процесс и в) большой масштаб производства однотипной продукции. Постоянно-поточные линии применяются обычно в условиях массового или крупносерийного производства. Примером такой линии может служить линия обработки коленчатого вала или сборки мотора на автомобильном заводе.

Существуют также постоянно-поточные многодетальные линии, на которых одновременно ведется изготовление нескольких деталей  разных наименований, но сходных в  конструктивном и технологическом  отношении. Соответствующая наладка  станков на подобных линиях позволяет  обрабатывать любую деталь без переналадки  оборудования.

Переменно-поточные линии — это  линии, характеризующиеся производством  на каждой из них нескольких однотипных изделий, обработка которых осуществляется поочередно. Процесс производства на переменно-поточной линии связан с  переналадкой оборудования перед обработкой каждого вида продукции. Переменно-поточные линии получили широкое распространение  там, где производственная мощность линии позволяет изготовлять  на имеющемся оборудовании несколько  наименовании изделий, близких между  собой по конструкции, размерам и  технологии изготовления. Переменно-поточные линии дают возможность использовать в серийном производстве все преимущества поточного метода и сочетать поток  с расширением ассортимента продукции.

Групповые многодетальные поточные линии  являются наиболее простой формой организации  поточных методов в серийном производстве. Они организуются для обработки  нескольких наименований деталей, закрепленных за линией по технологическому процессу, но без согласования длительности операций с тактом выпуска. Групповые линии  представляют собой предметно-замкнутые  участки, оборудование и рабочие  места которых располагаются  в порядке последовательности технологического процесса. Поэтому в ходе обработки  детали не имеют возвратных движений.

В целях достижения наибольшей эффективности  при организации групповых потоков  рекомендуется максимально унифицировать  обрабатываемые детали, применять групповые  приспособления с постоянными наладками, проводить модернизацию универсального оборудования.

Основные этапы  разработки технологического процесса.

1. Анализ исходных данных для  разработки технологического процесса. Тщательно изучаются сборочный  чертеж изделия и рабочий чертеж  детали; условия изготовления детали  и эксплуатации изделия; программа  и интервал времени выпуска  изделий; наличие или отсутствие  оборудования, возможности модернизации  оборудования, наличие производственных  площадей для расширения производства. Определяются организационно-экономические  характеристики производства: тип  (серийность), форму организации,  такт выпуска изделий и др.

2. Выбор действующего типового, группового  технологического процесса или  поиск аналога единого технологического  процесса. Формируется технологический  код изделия по технологическому  классификатору. На основе технологического  кода деталь относится к соответствующей  классификационной группе, и к  действующему типовому, групповому  или единичному технологическому  процессу, а если такой классификационной  группы нет, то разрабатывается  единичный технологический процесс.

З. Выбор исходной заготовки и методов  ее изготовления. Определяют вид исходной заготовки (например, отливки) выбирают метод изготовления исходной заготовки  из нескольких вариантов (например, литье  в ПГФ, литье в кокиль, литье  в оболочковые формы) с экономическим  обоснованием выбранного варианта. Проектируют  чертеж исходной заготовки и технологический  процесс получения заготовки  в заготовительном цехе.

4. Выбор технологических баз. Технологическая  база — это поверхность, линия  или точка заготовки, ориентирующая  ее при обработке на станке. Например, при обработке крышки  на токарном станке она базируется  в трехкулачковом самоцентрирующем  патроне по наружной цилиндрической  поверхности между кулачками  и по торцу, упираясь в торцовую  поверхность кулачков.

По  классификатору способов базирования  выбирают технологические базы и  оценивают точность и надежность базирования по производительности технологического процесса.

5. Составление технологического маршрута  обработки. По документации типового, группового или единичного технологического  процесса определяется последовательность  технологических операций и предварительно  выбирается состав средств технологического  оснащения: оборудования, приспособлений  и инструмента (режущего, измерительного  и вспомогательного).

Если  типовой, групповой или аналог единичного технического процесса отсутствует, то разрабатывается технологический  маршрут обработки поверхностей детали на основании вида исходной заготовки, формы, точности, шероховатости, твердости и других требований к  обрабатываемым поверхностям деталей.

Последовательность  обработки поверхностей включает черновую обработку (удаление основной части  припуска), чистовую ( получение заданной точности обработки) и отделочную обработку (достижение заданной шероховатости).

б. Разработка технологических операций. Разрабатывается или уточняется последовательность переходов —  частей технологической операции, характеризуемых  постоянством используемого инструмента  при обработке поверхности детали или при сборке изделия.

При проектировании операций по методу дифференциации переходов, когда операция состоит  из малого числа простых переходов, обеспечивается большая гибкость производства, что важно при частой смене  выпускаемых изделий. Более простое  оборудование и оснастка способствуют сокращению сроков подготовки производства новых изделий.

Рассчитываются  промежуточные припуски, устанавливаются  технологические допуски и предельные размеры заготовки по технологическим  переходам. Рассчитываются режимы обработки.