Цель и содержание курсового проекта

Цель курсового проекта – сформировать у студентов четкое системное представление о производстве, организации и планировании механических цехов машиностроительных предприятий. Усвоение концепции проектирования производства на уровне участка, знание основных методологических положений общего подхода и оценки технико-экономической эффективности проектируемого варианта – основная задача данного курсового проекта.

Исходными данными для выполнения курсового проекта служат: индивидуальное задание, литературные и справочные источники, нормативно-справочные материалы для дипломного и курсового проектирования.

Курсовой проект оформляется в виде расчетно-пояснительной записки на стандартных листах бумаги формата А4. Образец титульного листа приведен в приложении. В начале записки приводится ее содержание с указанием страниц, а в конце – перечень использованной литературы и нормативно-справочных материалов.

Все расчеты оформляются в виде таблиц ( формы таблиц приведены в соответствующих разделах методических указаний). Каждая таблица сопровождается пояснением порядка расчета с указанием источника исходных данных. Номер литературного источника по перечню проставляется в квадратных скобках.

В расчетно-пояснительной записке должны быть приведены следующие разделы:

• Введение.

• Расчет программы запуска деталей.

• Расчет нормативного размера партии деталей .

• Расчет периодичности повторения производства.

• Расчет длительности производственного цикла партии деталей.

• Расчет необходимого количества оборудования.

• Расчет капитальных затрат на здание и оборудование. Этот раздел должен содержать схему компоновки основного оборудования в виде эскизного плана.

• Расчет численности и фонда заработной платы промышленно-производственного персонала. В этом же разделе приводится расчетная таблица сводных показателей по труду и заработной плате .

• Расчет проектной себестоимости продукции.

• Основные технико-экономические показатели участка.

• Финансово-экономическая оценка инвестиционного проекта.

• Выводы по проекту.

1. Введение

Во введении приводится описание индивидуального задания: технологического процесса, положенного в основу производства, состава оборудования , вида заготовок и основного материала.

2. Расчет программы запуска деталей (узлов)

Производственным процессом в машиностроении называют совокупность действий, необходимых для выпуска готовых изделий. В основу производственного процесса положен технологический процесс изготовления изделий, во время которого происходит изменение качественного состояния объекта производства. Для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса изготовления изделия необходимы еще и вспомогательные процессы. Различные этапы производственного процесса на машиностроительном заводе могут выполняться в отдельных цехах или в одном цехе.

Производственные процессы делятся на поточные и непоточные. Под поточным производственным процессом понимают такой процесс, при котором заготовки, детали или собираемые изделия в процессе их производства находятся в движении, причем это движение осуществляется с постоянным тактом в рассматриваемый промежуток времени. Под непоточным производством понимают такое производство, при котором полуфабрикаты в процессе их изготовления находятся в движении с различной продолжительностью операций и пролеживания между ними. В данном курсовом проекте будет рассматриваться непоточное производство.

Программа выпуска – число изделий, подлежащих изготовлению в единицу времени (год, квартал, месяц). В индивидуальном задании курсового проекта программа выпуска готовых деталей установлена.

На основании принятой к расчету программы выпуска продукции должна быть рассчитана программа запуска ее в производство.

Количество деталей, подлежащих запуску в цехе (на участке) в течение месяца ( по каждой детали, входящей в комплект), определяется по следующей формуле :

Nз = Nвып +(-) N нп , (1)

где Nз – количество деталей, запускаемых в производство в течение месяца ( величина технически допустимого брака в механическом цехе курсовым проектом не учитывается);

Nвып- количество выпускаемых готовых деталей ( количество изделий или комплектов деталей, подлежащих выпуску, умноженное на количество деталей данного наименования, идущих на одно изделие в комплект);

N нп – изменение суммарных остатков незавершенного производства (заделов) на конец месяца в натуральном выражении.

Указанный расчет выполняется в таблице 1.

Таблица 1- Расчёт программы запуска деталей

Nдетали	Количество деталей, входящих в один комплект изделия, шт	Количество штук к выпуску (Nвып)	Изменение остатков незавершенного производства (заделов), %	Изменение остатков незавершенного производства (заделов) Nнп, шт	Количество штук к запуску (Nз)
					За месяц	За год
1	2	3	4	5	6	7

Партионный метод организации производства

Организация производственного процесса во многом зависит от типа производства на предприятии. Тип производства – это классификационная категория производства, выделяемая по признакам широты номенклатуры, стабильности объема выпуска продукции и специализации рабочих мест. Различают три основных типа организации производства : единичное, серийное и массовое. В данном курсовом проекте студентам необходимо организовать среднесерийный производственный процесс , протекающий в рамках производственного участка машиностроительного предприятия.

Производственным участком называют часть объема цеха, в котором расположены рабочие места, объединенные транспортно-накопительными устройствами; средства технического, инструментального и метрологического обслуживания; средства управления участком и охраны труда .

Серийным производственным процессом называют такой процесс, при котором периодически изготавливают относительно ограниченную номенклатуру изделий в количествах, определяемых партиями или сериями. Основным принципом этого вида является изготовление всей партии (серии) целиком как в обработке деталей, так и в сборке. Понятие «партия» чаще относится к количеству деталей, «серия» - к количеству машин, запускаемых в производство одновременно. Среднесерийный производственный процесс – это классическая форма партионного метода. Для данного типа производства характерно использование станков: универсальных, специализированных, автоматизированных, агрегатных; применяется универсально-переналаживаемая оснастка; квалификация рабочих – средняя.

Достижение равномерной работы при партионном методе обеспечивается разработкой ряда нормативов, организующих производственный процесс. Важнейшими из них являются : величина партии деталей, длительность производственного цикла изготовления партии деталей, период повторяемости запуска партий.

Методы расчета партии деталей

Первый способ заключается в нахождении такого количества деталей в партии, при которой общая сумма затрат на одну деталь принимает минимальное значение. Так, при росте партии деталей со 100 до 600 штук затраты на переналадку снижаются в 6 раз.

Второй способ расчета партии деталей исходит из условия, что время обработки данной партии деталей на любом рабочем месте не должно быть продолжительностью менее смены. Это условие объясняется стремлением не допустить переналадки оборудования для обработки других деталей в течение одной смены. В этом случае за основу расчет принимается минимальное штучное время операции (Тштм), затрачиваемое при изготовлении детали в данном цехе. Расчет партии деталей ведется по формуле:

N= Тсм/ Т штм ×К н , (2)

где Тсм- сменный фонд времени работы оборудования, ч;

Тштм – минимальное штучное время операции;

Кн- коэффициент наладки оборудования.

Третий способ расчета партии деталей исходит из условия наиболее полного использования оборудования. Именно этот способ расчета и предлагается использовать студентам в курсовом проекте для расчета нормативного размера партии деталей. В основу расчетов положено предельно допустимое соотношение между подготовительно-заключитльным временем (Тпз) и штучным временем (Тшт) ведущей операции. Размер партии, рассчитанный для ведущей операции детали, является обязательным для всех других операций. Ведущей при этом считается операция с самым длительным подготовительно-заключительным временем. Расчет партии деталей (N) ведется по формуле:

N = Тпз / Т шт ×Кн , (3)

где Т пз – подготовительно-заключительное время по ведущей опрации;

Т шт- штучное время по ведущей операции;

Кн- коэффициент наладки оборудования.

Можно рассчитать размер партии деталей по суммарному подготовительно-заключительному времени ΣТпз и суммарной трудоемкости выполнения всех операций при изготовлении детали ΣТшт по формуле:

N =Σ Тпз / ΣТ шт ×Кн. (3’)

Коэффициент наладки оборудования характеризует максимально допустимое отношение времени наладки к штучному времени. Размеры коэффициентов наладки определены отраслевыми научно-исследовательскими институтами с учетом типа производства, материалоемкости деталей. Так, для крупносерийного производства коэффициент наладки определен в пределах от 0,03 до 0,06; а мелкосерийного производства-0,1.

При определении размера партии для материалоемких деталей коэффициент наладки выбирается в зависимости от себестоимости детали и числа операций, закрепленных за одним рабочим местом. Например, при себестоимости деталей 2-15 рублей и числа операций, закрепленных за одним рабочим местом-10, коэффициент наладки составляет 0,03; при 20 операциях -0,04; при 30 операциях – 0,06.

При определении коэффициента наладки можно ориентироваться на вес и габаритные размеры изготавливаемых деталей. Так, для больших деталей весом 5-10 кг , коэффициент наладки принимается – 0,03; для средних деталей весом от 1 до 5 кг , коэффициент наладки равен 0,05; для мелких деталей весом менее кг , коэффициент наладки принимается 0,07. В индивидуальном задании на выполнение курсового проекта приводятся данные о весах изготавливаемых деталей, поэтому предпочтительнее использовать последний вариант выбора коэффициента наладки.

3. Определение нормативного размера партии деталей

Расчет нормативного размера партии деталей осуществляется в следующей последовательности.

1. На основе технологических карт на обработку деталей определяют ведущую операцию. Выбор ведущей операции производится только по станочным операциям механической обработки. Оборудование и операции других видов обработки (термические, гальванические и др.) в расчет не принимаются, как и станки на ручных операциях. Необходимо иметь в виду, что станки в пределах отдельных групп оборудования, например, токарно-винторезные станки (шифр

СТВ-1,СТВ-2,СТВ-3, СТВ-4 и СТВ-5), вертикально-фрезерные станки (шифр ВФ-1), продольно-фрезерные станки (шифры ПФ-1 и ПФ-2) и др. объединяются в одну группу.

По этой группе и производится расчет ведущей операции по каждой детали и отдельным ее операциям. Осуществлять указанный расчет в целом по широкой группе оборудования (например, токарным, фрезерным, сверлильным и др. станкам) нельзя.

В таблице 2 приводится выбор ведущей операции по пяти группам станков ( продольно-фрезерным, токарно-винторезным, копировально-фрезерным, долбежным и вертикально-сверлильным).

Таблица 2-Выбор ведущей операции по группам станков (условный пример)

№ детали	Группы станков
	Продольно-фрезерные ПФО-1		Токарно-винторезные СТВ-1		Копировально-фрезерные КОПФ-4		Долбежные СД-1		Вертикально-сверлильные СВС-2
	Тпз	Тшт	Тпз	Тшт	Тпз	Тшт	Тпз	Тшт	Тпз	Тшт
753-30	9	5	30	10	37	18	10	5	5	5
753-90	10	6	30	20	45	20	18	5	15	8
ΣТпз	19		60		82		28		20
ΣТшт		11		30		38		10		13

Суммарное подготовительно-заключительное ΣТпз и штучное ΣТшт время определено в таблице 2 путем последовательного сложения этих времен по каждой группе станков применительно к данным, приведенным в соответствующих технологических картах на обработку деталей. Указанный расчет осуществляется по отдельным операциям технологического процесса. Поскольку наибольшее ΣТпз оказалось по копировально- фрезерной группе станков , копировально-фрезерная операция и будет ведущей. В случае, если ΣТпз окажется одинаковым по двум и более группам станков, то ведущей операцией считается та, которой соответствует наименьшее ΣТшт.

2. Определив ведущую операцию, производят расчет минимального размера партии деталей по формуле (3’):

N min=ΣТпз/Кн*ΣТшт, (3`)

где N min – минимальный размер партии , шт;

ΣТпз – суммарное подготовительно-заключительное время по ведущей операции комплекта;

ΣТшт- суммарное штучное время по ведущей операции комплекта;

Кн – коэффициент наладки оборудования.

Если вес и габаритные размеры деталей различны настолько, что Кн принимает разные значения, то расчет минимального размера партии деталей ведется по самой тяжелой детали с соответствующим ей Кн.

Полученная по формуле (3`) минимальная величина партии корректируется применительно к конкретным производственным условиям.

При установлении нормативного размера партии деталей следует руководствоваться следующими основными правилами:

1.размер партии деталей должен быть равным или кратным величине месячной программы запуска данной детали ;

2.количество деталей в партии должно быть таково, чтобы для их обработки на одном рабочем месте требовалось времени не менее полусмены (240 мин) , но не более смены (480 мин). При этом данный расчет производится по операции, требующей минимального штучного времени на механическую обработку одной детали.

4. Периодичность повторения производства

Под периодичностью повторения производства (ритмом партии) понимается отрезок времени между запуском или выпуском двух последовательно изготавливаемых партий предметов данного наименования.

Расчет периодичности запуска – выпуска партии деталей (ритм партии) производится по следующей формуле (4) :

П= Тп / Nзап *N норм , (4)

где П- периодичность запуска-выпуска партии деталей , дн;

Тп- период, на который установлена программа запуска, дн (число рабочих дней в месяце);

N зап – программа запуска деталей за месяц, шт;

N норм – нормативный размер партии деталей, шт.

5. Определение длительности производственного цикла

партии деталей

Эффективность и технико-экономические показатели производственного процесса зависят от его организации во времени. Одним из показателей является длительность производственного цикла. Под длительностью производственного цикла понимается отрезок времени от момента запуска изделия (узла, детали) в производство до момента полного изготовления и приемки отделом технического контроля.

При одном и том же задании, при одних и тех же нормах времени на операцию, меняя только путь и вид движения предметов труда во времени, можно управлять продолжительностью производственного процесса производства. Результат зависит от длительности операции, количества единиц продукции и количества одновременно работающих станков на данной операции.

Количество изделий, одновременно передвигающихся от одной операции к другой , называется передаточной партией.

Существует три основных вида движения деталей в процессе производства: последовательный, параллельный и параллельно-последовательный (смешанный).

Последовательный вид движения деталей по операциям характеризуется тем, что вся партия деталей передается с операции на операцию целиком. Длительность цикла при последовательном сочетании операций является наибольшей и исчисляется по формуле:

Т ц^посл = ∑Тшт ×n , (5)

где ∑Тшт- время обработки одной детали на всех операциях;

n- количество деталей в партии.

При параллельном движении предмет труда немедленно передается с одной операции на другую и производство осуществляется одновременно на всех операциях. Длительность цикла для параллельного вида движения определяется по формуле:

Тц ^пар= ∑Тшт + (n-1) T max , (6)

где T max- время выполнения наиболее длительной операции.

При параллельном виде движения предметов труда длительность технологического цикла резко снижается , однако появляются простои на рабочих местах, где продолжительность операции меньше, чем наиболее трудоемкой ,главной операции. В свзи с этим параллельный вид движения оправдан в том случае, когда время различных операций примерно равно или кратно друг другу, т.е. в условиях непрерывно-поточного производства.

Параллельно-последовательный вид движения предметов труда характеризуется тем, что выполнение последующей операции начинается до окончания обработки всей партии деталей на предыдущей операции. При этом виде движения деталей смежные операции перекрываются во времени в связи с тем, что они выполняются некоторое время параллельно. При параллельно-последовательном виде движения деталей по операциям длительность цикла определяется по формуле:

m

Т ц^смеш= ∑ С + n*T к , (7)

m 2

где ∑ С- сумма смещений ( С₂ означает первое смещение 2-й операции

2

относительно 1-й; соответственно С₃ означает смещение

3-й относительно 2-й и т.д).;

Т к – время обработки детали на конечной операции;

m- число операций изготовления детали;

Пусть T m – время обработки детали на последующей операции.

Если на предшествующей операции обработка детали потребует меньшего или равного времени по сравнению с последующей , т.е.

Т _m-1 ≤ Tm, то смещение Сm = Т _m-1, а когда Т _m-1 > Tm , то смещение определяется по формуле 7.1:

Сm = n* Т _m-1 – (n-1) Tm. (7.1)

Другим способом определения длительности цикла при параллельно-последовательном виде движения служит следующая формула:

Т ц^смеш= ∑Тшт + (n-1) [∑Тдл- ∑Ткор], (8)

где ∑Тдл- время суммарной продолжительности всех длительных операций;

∑Ткор- время продолжительности всех коротких операций.

Для определения длительности операций строят эпюру. Под длительными понимают операции, расположенные между двумя менее длительными. Короткими считаются операции, которые расположены между двумя длительными. Операции, расположенные на склоне, в расчете не участвуют и не входят в сумму длительных и коротких операций [1].

В серийном производстве применяется последовательный и параллельно-последовательный виды движения партии деталей.

Длительность производственного цикла состоит из рабочего периода и перерывов. Рабочий период состоит из суммы времени технологических операций, суммы времени межоперационного пролеживания и суммы времени междусменного пролеживания. Длительность технологических операций и подготовительно-заключительной работы в сумме образуют операционный цикл. Поэтому, длительность производственного цикла в календарных днях определяется по формуле (9):

∑Тпз+ n ∑Тшт * К пар , (9)

Тц^календ = 60 * Тсм* С * К в.н.

где Тц^календ – длительность производственного цикла партии деталей, кал.дн ( без учета выходных и праздничных дней);

n – нормативный размер партии;

∑Тшт - суммарная норма штучного времени по всем операциям изготовления данной детали;

∑Тпз – суммарная норма подготовительно- заключительного времени по всем операциям изготовления данной детали;

Кпар – коэффициент параллельности; Кпар = Тц^смеш/ Тц^посл;

60 – коэффициент перевода в часы;

Тсм – нормальная продолжительность смены, час;

С- количество рабочих смен в сутки;

Кв.н. – плановый коэффициент выполнения нормы (для упрощения расчетов Кв.н. в курсовом проекте принимается лишь по станочным работам);

Км.о. – средний коэффициент межоперационного времени, который равен 1,25-2,0; этот коэффициент показывает время междусменного и внутрисменного пролеживания, а также время технического контроля и время транспортировки деталей внутри цеха.

Для проверки возможности выполнения всей программы по запуску деталей в течение месяца исходят из определившейся длительности производственного цикла обработки партии деталей и производят дополнительный расчет по следующей формуле:

Тц^об = (А-1)×П + Тц+ Д , (10)

где Тц^об- общая длительность производственного цикла обработки всей программы по запуску деталей каждого наименования в течение месяца, кал.дн;

А- число партий, запускаемых в течение месяца ( определяется путем деления программы по запуску деталей каждого наименования на нормативный размер партии деталей);

П – периодичность запуска партий деталей , дн;

Тц- длительность производственного цикла партии деталей, дн.;

Д- число выходных и праздничных дней в месяце.

В случае, если общая длительность производственного цикла обработки всей программы превышает количество рабочих дней в месяце, необходимо перейти с последовательного вида движения партии деталей на параллельно-последовательный или увеличить число смен работы участка.

Расчет длительности производственного цикла, как партии деталей, так и всей программы по запуску их в производство, осуществляется в таблице 3.