КУРСОВАЯ РАБОТА
по организациипроизводства
натему «Организация и планирование поточной линии обработки детали для массовогопроизводства»
Введение
Организацияпроизводства – это координация во времени и пространстве всех материальных итрудовых ресурсов с целью получения максимального эффекта.
Начальнымэтапом организации производства является разработка генерального плана.
Приразработке генерального плана учитывают:
— прямоточность продуктов питания;
— использование технологического транспорта;
— сокращениепротяженности коммуникаций;
— учетрельефа мощности;
— учетхарактера производства.
Типпроизводства предопределяет структуру предприятий и цехов, характер загрузкирабочих мест и движение предметов труда в процессе производства. Каждый типпроизводства имеет свои особенности организации производства и труда,применяемого оборудования и технологических процессов, состава и квалификациикадров, а также материально-технического обеспечения. Применительно кконкретному типу производства строится система планирования и учета.Следовательно, правильный выбор типа производства является, чуть ли не самымважным этапом, предопределяющим дальнейшее развитие промышленного предприятия.
Основныенаправления совершенствования структуры организации производства напромышленных предприятиях:
1)определение оптимальных размеров предприятия;
2) укрупнениеспециализации основного производства;
3) расширениекооперации по обслуживанию основного производства;
В зависимостиот особенностей производственных процессов и типа производства применяетсяопределенный метод организации производства.
Метод организациипроизводства — это способ осуществления производственного процесса,представляющий собой совокупность средств и приемов его реализации ихарактеризующийся рядом признаков, главными из которых являются взаимосвязьпоследовательности выполнения операций технологического процесса с порядкомразмещения оборудования и степень непрерывности производственного процесса.
Существуеттри метода организации производства:
1) непоточный(единичный);
2) поточный;
3)автоматизированный.
Из всехметодов организации производства наиболее совершенным по своей четкости изаконченности является поточный, при котором предмет труда в процессе обработкиследует по установленному кратчайшему маршруту с заранее фиксированным темпом.
Организацияпоточного производства предусматривает проведение рядаорганизационно-технических мероприятий и расчета показателей работы линии.Высокие требования предъявляются к выбору и размещению оборудования, качеству иточности оснастки, качеству материалов, отработанности конструкции и прогрессивноститехнологических процессов, обслуживанию основного производства, планированию иучету. Конструкция изделий должна быть отработана, стабильна, с широкимприменением стандартных и унифицированных деталей и узлов, большое значениеимеет технологичность конструкции, обеспечивающая минимальную трудоемкость исебестоимость ее изготовления, минимальную материалоемкость; конструкцияизделия должна быть разработана на принципе взаимозаменяемости дёталей и узлов;высокое качество конструкции должно способствовать ее устойчивости.
В процессевыполнения курсового проекта (работы) необходимо выполнить расчеты по отдельнымвопросам организации и планирования производства проектируемой поточной линии,экономически обосновать технологические и организационные решения производствадетали. Исходя из технологического процесса и применяемого оборудования,обосновывается выбор непрерывно- или прерывно-поточной однопредметной линиимеханической обработки.
1 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙПРОГРАММЫ, ОБОСНОВАНИЕ ТИПА ПРОИЗВОДСТВА И ФОРМЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГОПРОЦЕССА1.1 Краткоеописание объекта производства
В данномкурсовом проекте разрабатывается организация производства вала, который входитв состав сборочной единицы — насос роторный ВЗ-ОР2-А2, предназначенный дляперекачивания 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 функциюведущего вала, который получает крутящий момент от зубчатого колеса 1 ипередаёт его шестерне 2 и рабочей шестерне 3.
/>
Рисунок 1.1 – Сборочныйчертёж роторного насоса ВЗ-ОР2-А2
Дляизготовления детали используется сталь 14Х17Н2 ГОСТ 5632-72. Выбор даннойстали, оправдан её коррозионной стойкостью, так как в процессе работы вал будетконтактировать с перекачиваемыми молочными продуктами.
В качествезаготовки используется поковка, полученная штамповкой на КГШП. Технологическийпроцесс, включает такие операции как Фрезерно-центровальная, токарная с ЧПУ, шпоночно-фрезерная,шлифовальная, полировальная. 1.2 Характеристика вариантов технологического процесса
Дляпроизводства заданных деталей в качестве возможных рассматриваются базовый иновый варианты технологических процессов.
Характеристикирассматриваемых технологических вариантов приведены в таблицах 1.1 и 1.2.
Таблица 1.1 — Анализ базовоготехнологического процессаЭлементы анализа общие Значения анализируемых параметров Обеспечение изготовления деталей в заданном объеме + Обеспечение качества + Возможность механизации загрузки деталей + Условия труда хор Профессиональный состав рабочих 2-й разряд Элементы анализа по операциям 1-я операция: Наименование Отрезная Станок 8252 Основное время 0,5 Штучное время 3,01 2-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 2,1 Штучное время 4,5 3-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 2,1 Штучное время 4,5 4-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,41 Штучное время 11,6 5-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,21 Штучное время 7 6-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,32 Штучное время 9,1 7-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,13 Штучное время 4,1 8-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,13 Штучное время 4,1 9-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,31 Штучное время
2,1
41 10-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,85 Штучное время
3,5
41 11-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,33 Штучное время
2,3
41 12-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,71 Штучное время
2,5
41 13-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 0,86 Штучное время
4
41 14-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 0,86 Штучное время
4
41 15-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 2,45 Штучное время
6,5
41 16-я операция: Наименование Фрезерная Станок 692Р Основное время 2,9 Штучное время
9,2
41 17-я операция: Наименование Фрезерная Станок 692Р Основное время 3,1 Штучное время
9,4
41 18-я операция: Наименование Фрезерная Станок 692Р Основное время 1,9 Штучное время
8,2
41 19-я операция: Наименование Токарная Станок 16К20 Основное время 0,26 Штучное время 1,7 20-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 1,31 Штучное время
5,3
41 21-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 3,56 Штучное время
9,8
41 22-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 1,34 Штучное время
5,65
41 23-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 2,56 Штучное время
6,95
41 24-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 3,5 Штучное время
10,95
41 25-я операция: Наименование Шлифовальная Станок 3М174 Основное время 2,3 Штучное время
6,7
41 26-я операция: Наименование Полировальная Станок 35853 Основное время 1,01 Штучное время
4,05
41
Таблица 1.2 — Анализ новоготехнологического процессаЭлементы анализа общие Значения анализируемых параметров Обеспечение изготовления деталей в заданном объеме + Обеспечение качества + Возможность механизации загрузки деталей + Условия труда хор Профессиональный состав рабочих 2-й разряд Элементы анализа по операциям 1-я операция: Наименование Фрезерно-центровальная Станок МР-71М Основное время 0,38 Штучное время 0,91 2-я операция: Наименование Токарная с ЧПУ Станок 16Б16Т1 Основное время 3,98 Штучное время 5,59 3-я операция: Наименование Шпоночно-фрезеоная Станок 692М Основное время 4,36 Штучное время 5,33 4-я операция: Наименование Шпоночно-фрезерная Станок 692М Основное время 1,7 Штучное время 2,3 5-я операция: Наименование Кругло-торцешлифовальная Станок 3Т153Е Основное время 0,1 Штучное время 1,59 6-я операция: Наименование Круглошлифовальная Станок 3М151 Основное время 0,05 Штучное время 0,64 7-я операция: Наименование Круглошлифовальная Станок 3М151 Основное время 0,05 Штучное время 0,64 8-я операция: Наименование Кругло-торцешлифовальная Станок 3Т153Е Основное время 0,06 Штучное время 0,65 9-я операция: Наименование Круглошлифовальная Станок 3М151 Основное время 0,03 Штучное время 0,62 10-я операция: Наименование Полировальная Станок 3Б583 Основное время 3,2 Штучное время 3,8 11-я операция: Наименование Полировальная Станок 3Б583 Основное время 2,2
Анализируяпредлагаемые варианты технологических процессов устанавливаем, что оба израссматриваемых вариантов обеспечивают выпуск деталей в заданном объеме и вполном соответствии с техническими условиями, но новый вариант (I) технологическогопроцесса основан на применении станка с ЧПУ, что обеспечивает лучшие условиятруда, сокращение длительности производственного цикла, обеспечениенепрерывности и ритмичности производства. Квалификация рабочих в обоих израссматриваемых вариантов находится на одном уровне.
Исходя изприведенных характеристик, учитывая выявленные достоинства и недостатки обоихрассматриваемых вариантов, для дальнейшего проектирования принимаем новыйвариант технологического процесса.
2 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХПАРАМЕТРОВ И ОПЕРАТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ОДНОПРЕДМЕТНОЙ ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ
2.1 Расчет такта поточнойлинии
Такт поточнойлинии — средний интервал времени между выпуском обрабатываемых деталей —рассчитывается исходя из максимальной годовой программы выпуска деталей.
Наоднопредметной поточной линии такт потока
/>, (мин/шт.), (3.1)
где Фд— действительный фонд времени работы линии в планируемом периоде, ч;
Nв — программа выпускадеталей, шт.
Действительныйфонд времени работы оборудования зависит от вида оборудования, его ремонтнойсложности и, следовательно, среднего простоя его в ремонте, сложности наладки иподналадки.
Действительныйфонд времени определяется по формуле:
/>, (час.), (3.2)
где Фн— номинальный фонд времени работы поточной линии при двухсменной работе, ч;
aр— коэффициент, учитывающий потери времени,связанные с проведением плановых ремонтов и всех видов обслуживания(0.03...0.07);
aн — коэффициент, учитывающий потери времени на настройку иподналадку оборудования во время рабочих смен (0,05...0,1).
/>=4015[1-(0.05+0.05)]=3613,5 час.
/> мин/шт
2.2 Расчет потребногоколичества рабочих мест
В поточномпроизводстве потребное количество рабочих мест (оборудования) определяется для каждойтехнологической операции. Первоначально определяют расчетное число рабочих мест(трi):
/>, (шт.), (3.3)
где tшт i — норма штучного временина i-й операции, мин;
r— такт потока, мин.
/>
Принимаем />1.
Аналогичнорассчитываем число рабочих мест для остальных операций. Результаты сведем втаблицу 2.1.
Коэффициентзагрузки рабочих мест определяется в процентах по каждой операциитехнологического процесса и по линии в целом:
— по операциям
/>;
— по линии вцелом
/>,
где Ко— количество операций.
Полученныезначения заносим в таблицу 2.1.Таблица 2.1.— Расчет количества рабочих местНомер операции Наименование операции Наименование оборудования Параметры tшт тр тпр kз 1 Отрезная 8Б72 0,612 0,565 1 56,5 2 Токарная с ЧПУ 16Б16Т1 3,38 3,11 3 104 3 Токарная с ЧПУ 16Б16Т1 0,775 0,75 1 75 4 Вертикально-протяжная 7Б66 1,02 0,94 1 94 Итого: 5,787 5,37 6 82,375
2.3 Выбор вида поточнойлинии
Припроектировании поточной линии ограничиваемся предварительной синхронизацией, прикоторой длительность обработки деталей на данной операции может отклоняться оттакта потока в пределах 8-10%. Окончательная же синхронизация достигается впериод освоения и отладки работы линии в производственных условиях.
. Расчленятьи перераспределять станочные операции трудно, а иногда просто невозможно.Поэтому для применения непрерывно-поточной линии необходимо выявить возможностьсинхронизации по занятости рабочего в течение такта потока или кратной емувеличины, при наличии простоя недогруженных станков. В этом случаесинхронизация может достигаться при выполнении условия:
/> или />,
где Нпрi— принятая норма обслуживания станков одним оператором.
Оперативноевремя (toi) на операции составляет 5,4 минуты, а такт потока r= 1,084мин., то moi = 5,4/1,084 =4,99, mпрi = 5. Занятость рабочего 1,074 мин. То Нрi= 5,05, а Нпрi =5. Таким образом, при параллельномобслуживании 5-и станков за 5 тактов потока (5,42 мин.) рабочий занят 5,37мин., и поэтому линия может быть принята непрерывно-поточной.
Длинанепосредственно рабочей части конвейера Lp определяется по формуле:
/>,(м),
где Ко— число операций;
l— шаг конвейера(расстояние между предметами на линии, м).
/>2*6=12 м
Скоростьконвейераvопределяется:
/> м/мин,
/>2/1,084=1,85м/мин
Наиболееудобной является скорость до 3 м/мин. Условие выполняется, т.к. v
2.4 Разработкастандарт-плана линии
По степенинепрерывности процесса производства поточные линии массового производстваделятся на непрерывно-поточные и прерывно-поточные. Непрерывно-поточный процесспроизводства характеризуется синхронностью продолжительности выполнения каждойоперации с тактом потока. При такой организации процесса производства за каждыйтакт с линии сходит одна деталь.
Cтандарт-план работынепрерывно-поточной линии регламентирует расстановку рабочих по операциям,определяет загрузку рабочих и оборудования. Стандарт-план определяет способ ипериод передачи деталей с операции на операцию (по одной детали илитранспортными партиями, через такт или через несколько тактов), периодичность иколичество подач заготовок на первую операцию.
Стандарт-планработы непрерывно-поточной линии составляется на такой отрезок времени, которыйдостаточен для выявления повторяемости процесса производства на данной линии.Разработанный стандарт-план актуален на протяжении такого отрезка календарноговремени, пока в производственной программе не произойдут существенные изменения.
2.5 Расчет заделов на линии
Технологическийзадел —это количество деталей, находящихся в данный момент в процессе обработки, илизаготовок, установленных на станках:
/>, (шт.),
где Кр.м— количество рабочих мест (станков) на линии;
пустi — количествоодновременно обрабатываемых деталей или установленных заготовок на i-м рабочемместе.
/>6 шт.
Транспортныйзадел —количество деталей или заготовок, которые находятся в процессе передачи с однойоперации на другую. Он зависит от степени синхронности смежных операций.
/>;
где тпрi— количество единицоборудования или рабочих мест на i-й операции;
/>1+3+1=5 шт.
Zобщ=Zтех+Zтр=6+5=11 шт.
3 ОБСЛУЖИВАНИЕ РАБОЧИХМЕСТ
3.1 Расчет численностирабочих
Расчетчисленности рабочих основного производства можно производить двумя методами: почислу рабочих мест и по трудоемкости работ. На поточных линиях применяетсяпервый метод. Если станочник работает на одном станке, занятость рабочего втечении смены будет соответствовать загрузке рабочих мест. Так рассчитываетсяявочное число рабочих, которые должны ежедневно выходить на работу в плановомпериоде. Списочное число рабочих — это число рабочих, которые должны обеспечитьфункционирование оборудования в течение плановой продолжительности его работы:
/>,
где Чяв— число рабочих, чел.;
Фд — действительный фондвремени работы оборудования, ч;
Фэф — эффективный фондрабочего времени одного работающего, ч.
Коэффициентфактической занятости рабочего-многостаночника
/>,
где tр — фактическое рабочеевремя за время цикла, включая время переходов, мин;
Тц.м. — длительность цикламногостаночного обслуживания, мин.
Нормативноеколичество станков, обслуживаемых одним рабочим, можно определить по формуле:
/>,
где tм-а — времямашинно-автоматической работы, мин;
tв.н. —вспомогательноенеперекрывающееся время, включая времяактивного наблюдения, мин;
tв.п.— вспомогательноеперекрывающееся время, мин;
tпер — время переходарабочего от станка к станку, мин.
Расчетноеколичество станков округляется до ближайшего меньшего числа. Если на станкахвыполняются разные операции, принимается значение tм-а того станка, длякоторого оно меньше.
Нанепрерывно-поточной линии длительность цикла при многостаночной работе равнаили кратна такту поточной линии:
/>, п=1,2,3,…
На 1-й, 3-й,4-йоперациях (п = 1):
/>=1*1,084=1,084мин.
На 2-йоперации (п = 3):
/>=3*1,084=3,25мин.
На 1-йоперации получаем
/>0,851/1,084=0,79
/>=1,3шт.
Численностьрабочих-станочников по каждой операции с учетом многостаночного обслуживания:
/>,
где тр— расчетное число рабочих мест по данной операции;
Н — количество станков,обслуживаемых одним рабочим.
Чм1=1/1,3 =0,77 чел.
Принимаем напервой операции Чм1=1 чел.
Аналогично определяемчисло рабочих-станочников на остальных операциях. Результаты расчетов сведем втаблицу 2.2.
Таблица 2.2. Численностьрабочих-станочников Параметр Отрезная Токарная с ЧПУ Токараня с ЧПУ Вертикально-протяжная Число рабочих мест по данной операции 1 3 1 1
Время машинно-автоматической
работы 0,46 3,04 0,49 0,88
Вспомогательное
неперекрывающееся время 0,42 0,7 0,55 0,78 Вспомогательное перекрывающееся время Время перехода рабочего от станка к станку 0,1 0,1 0,1 0,1 Длительность цикла при многостаночном обслуживании 1,084 3,25 1,084 1,084 Фактическое рабочее время за время цикла, включая время переходов 0,851 3,596 0,991 1,25 Коэффициент фактической занятости рабочего 0,79 1,106 0,979 1,15 Количество станков, обслуживаемых одним рабочим 1,3 3,2 1,12 1 Расчетное число рабочих-станочников 0,77 0,94 0,893 1 Принятое число рабочих-станочников 1 1 1 1 Общее число рабочих-станочников 4
Численностьрабочих вспомогательного производства можно рассчитать на основе трудоемкостиработ или норм обслуживания. Расчет численности |вспомогательных рабочих i-й профессии ведется поформуле:
/>,
где åUi — сумма единиц обслуживанияпо i-й профессии;
kсм — количество сменработы;
Ноi— норма обслуживания поi-й профессии
Определимчисло наладчиков токарных станков
/>= 0,5 чел.
Принимаем Чвспт=1 чел.
Аналогично определим число вспомогательныхрабочих на остальных операциях. Результаты расчетов сведем в таблицу 2.3
Таблица 2.3. Численность рабочих вспомогательногопроизводстваПрофессия Сумма единиц обслуживания Норма обслуживания Расчетная численность |вспомогательных рабочих Принятая численность |вспомогательных рабочих Наладчик токарных станков 4 16 0,5 1 Наладчик отрезных станков 1 16 0,2 1 Наладчик протяжных станков 1 7 0,3 1 Смазчик 586 1000 1,2 2 Электромонтер по межремонтному обслуживанию 586 1000 1,2 2 Контролер-приемщик 1 40 0,1 1 Кладовщик-раздатчик инструмента и приспособлений 1 50 0,04 1 Рабочий по доставке инструментов и приспособлений на рабочие места 10 50 0,4 1 Стропальщик 10 50 0,4 1 Крановщик 10 50 0,4 1 Уборщик производственных помещений 438 1500 0,6 1 Общее число вспомогательных рабочих 14
Численностьслужащих (руководителей и специалистов) участка определяем укрупнённо впроцентах от числа всех рабочих (для механообрабатывающих цехов: 8-16 %).
Чсл=0,1*(Чм+Чвсп)=0,1*(3+10)=1,3чел
ПринимаемЧсл=2 чел
3.2 Планирование иорганизация ремонта оборудования
Планированиеремонтных работ осуществляется на основе типовой системы техническогообслуживания и ремонта оборудования.
Сущностьсистемы заключается в том, что после отработки каждым агрегатом или станкомопределенного количества часов производятся плановые профилактические осмотры иразличные виды ремонтов.
Продолжительностьремонтных циклов, межремонтных и межосмотровых периодов устанавливается в часахоперативного времени работы оборудования. Основным нормативом при организации ипланировании ремонтных работ является длительность ремонтного цикла Тц,под которым понимается период оперативного времени работы оборудования междудвумя капитальными ремонтами.
Продолжительностьремонтного цикла:
/>, (час),
где А —исходная величина ремонтного цикла, различная для различных видов оборудования,
kом — коэффициент,учитывающий род обрабатываемого материала;
kми— коэффициент, учитывающийрод материала инструмента;
kтс — коэффициент,учитывающий квалитет точности обработки;
kмс— коэффициент, учитывающиймассу станка;
kв — коэффициент,учитывающий возраст станка;
kд — коэффициент,учитывающий год выпуска станка.
Величина А икоэффициенты принимаются по справочным изданиям.
В нашемслучае коэффициенты для всех единиц оборудования одинаковы и равны:
А=24000 час.;kми =1;kтс =1;kмс=1;kв =1;kд =1.
Тц=24000*1*1*1*1*1=24000час.
Расчетадлительности ремонтного цикла в годах
Тцг=Тц/(Фд*Кз) (лет)
Расчетадлительности ремонтного цикла в месяцах
Тцм=12*Тцг (мес).
Продолжительностьмежремонтного tи межосмотрового tо периодов:
/>; />,
где Хс— количество средних ремонтов в течение ремонтного цикла;
ХТ — количествотекущих ремонтов в течение ремонтного цикла;
Хо — количество осмотров втечение ремонтного цикла.
Количество Хс, ХТ и Хо определяется по структуреремонтного цикла для данного вида оборудования
Для станковна первой операции получаем:
Тцг=24000/(3613,5*0,57)=11.6лет
Тцм=11.6*12=139.2мес.
/>=17.4 час.
/>=8.7мес.
Дляуменьшения простоев линии станки должны ремонтироваться одновременно.