2. Анализ деятельности кузнечно-термического цеха

Кузнечно-термический цех с момента своего образования принимает непосредственное участие в постройке заказов 1-го, 2-го и 3-го поколения обеспечивая цеха машиностроения поковками и штамповками из углеродистых, легированных и нержавеющих сталей, а также цветных сплавов на основе меди и титана.

В настоящее время цех №3 изготавливает поковки и штамповки для заказов 4-го поколения: вварыши, стаканы, гнезда, комингсы, крышки, двери из сталей АК-пк и другие.

Помимо обеспечения строящихся заказов поковками и штамповками цех №3 выполняет множество видов термообработки такие как закалка, отпуск, нормализация, гомогенизация, термическое оксидирование, азотирование, цементация, а также микродуговое оксидирование и местная термообработка сварных стыков трубопроводов, без которых не обходиться постройка ни одного заказа.

Кузнечные цехи предприятий машиностроения располагают мощным и дорогостоящим оборудованием, большим количеством оснастки и приспособлений, содержание и эксплуатация которых вызывает значительные расходы, нередко достигающие 20-25 % себестоимости изготовления поковок и штамповок. Поэтому выявлению резервов снижения этих расходов должно уделяться большое внимание при проведении экономического анализа деятельности кузнечных цехов.  Кузнечные цехи объемной штамповки, как правило, имеют свои склады металла и заготовительные отделения [10]. 

Роботизация кузнечных цехов весьма актуальна, так как труд рабочих в них характеризуется повышенной опасностью и вредностью вследствие высокой температуры, наличия пыли и выделения газов. Кроме того, рабочим там приходится выполнять тяжелые однообразные операции с большими физическими нагрузками, сложной координацией движений. Однако здесь применение роботов связано с несколько большими трудностями, чем при холодной листовой штамповке, так как необходимо обеспечение стабильности протекания процесса по ряду параметров.

Особое значение приобретает поэтому контроль за ходом технологического процесса. Появляется необходимость введения некоторых дополнительных устройств, например устройства автоматической выдачи заготовок из нагревательного устройства, выталкивателя поковок из пресса, устройства автоматизированной смазки штампов, сдува окалины [10]. 

Значения кузнечного цеха часто недооценивают. Между тем применение кованых заготовок позволяет сэкономить значительное количество металла. 

Оборудованием кузнечных цехов являются нагревательные печи и прессы. 

Для кузнечных цехов исходя из требований технологического процесса в ряде случаев также строят многопролетные здания с одним поперечным пролетом, перпендикулярным продольным пролетам. При строительстве таких зданий предполагалось, что в них будет обеспечена хорошая аэрация. Однако, как показала многолетняя эксплуатация, тупиковые дворы между крыльями здания плохо проветриваются и в них скапливаются вредные газы. Сообщение между производственными пролетами удлинено, что увеличивает грузопробеги и создает трудности для организации поточного технологического процесса. 

Большинство кузнечных цехов работает на паре и лишь в незначительной их части энергоносителем пока служит воздух. Это объясняется тем, что наша промышленность не выпускала компрессоры для сжатого воздуха избыточным давлением 13-105 Н/м², которое необходимо для использования полной мощности молотов. Теперь такие компрессоры освоены и соотношение резко изменится в пользу воздуха.

Стоки кузнечных цехов освобождаются от минеральных взвесей путем осветления в отстойниках обычно в течение часа. 

Печи кузнечных цехов потребляют большую часть газообразного топлива, другую часть газа (меньшую) расходуют печи термических и других цехов.

Оборудование кузнечных цехов делится на основное и вспомогательное. 

Воздух кузнечных цехов может быть загрязнен токсическими веществами – окисью углерода, сернистым газом, но концентрации их большей частью не превышают допустимого уровня [10]. При использовании топлива с большим содержанием серы, например сернистого мазута, концентрации сернистого газа в воздухе могут находиться на уровне 40-50 мг/м³ и вызывать раздражение слизистой глаз и дыхательных путей.

Пролеты кузнечного цеха также оборудованы мостовыми кранами. Между складом и пролетами имеется пространство вне сферы действия кранов. Рельсовый путь имеет легкий уклон в сторону пролета цеха, и поэтому тележку легко передвигает один рабочий. 

Кузнечные (молотовые, прессовые, штамповочные) цехи занимают важное место в экономики машиностроительных заводов не только потому, что в этих цехах сосредоточена значительная часть производительных фондов и трудовых ресурсов предприятий, но главным образом по той причине, что обработка металлов давлением является одним из наиболее экономичных и производительных способов формообразования деталей машин с четко выраженной тенденцией прогрессивного развития [26].

Технология кузнечного производства отличается рядом характеристик, обусловливающих особенности организации и экономики кузнечных цехов.

Основные характеристики кузнечного производства:

1. Высокая производительность при кузнечной обработке благодаря тому, что кузнечный инструмент воздействует на весь объем обрабатываемого предмета, в отличие от линейного воздействия, оказываемого лезвием режущего инструмента при обработке резанием. Поэтому изменение размеров и формы обрабатываемого предмета при кузнечной обработке происходит не измеримо быстрее, чем при обработке резанием, хотя и не достигает той же точности размеров и шероховатости поверхности.

Эта особенность, будучи связана с малооперационностью технологического процесса, определяет сравнительно малую длительность производственного цикла. Из-за высокой производительности оборудования в кузнечных цехах ограничены возможности организации массового производства, которое обычно требует большего объема выпускаемой продукции и более высокого уровня специализации. Поэтому даже на заводах массового производства на многих кузнечных агрегатах получают заготовки серийно. Но при небольших различиях в конструкциях деталей в кузнечных целях может быть организованна групповая обработка, так как размеры и конфигурации кузнечных заготовок во многих случаях окажутся одинаковыми. Следовательно, даже при единичном и мелкосерийном выпуске продукции в кузнечном цехе можно обеспечить работу сравнительно крупными партиями и существенно сократить время переналадки оборудования [26].

Указанные особенности основного кузнечного оборудования существенно влияют на экономику кузнечного производства, так как повышается доля расходов на содержание и эксплуатацию оборудования в цеховой себестоимости продукции. Эти расходы в цехах с высоким техническим уровнем производства превышают 25 % цеховой себестоимости.

2. Короткий рабочий цикл, ограниченный временем остывания заготовки, так как обработка давлением в горячем ее состоянии возможна лишь в определенном, довольно узком температурном интервале. Это вызывает необходимость одновременного участия в рабочем цикле группы рабочих, трудовые действия которых должны быть строго дифференцированы и согласованны между собой. Поэтому на кузнечном участке применяется бригадная организация труда. По той же причине в трудовом процессе кузнечных бригад пока еще в большом количестве содержится ручной труд, а обработка металла в горячем состоянии создает тяжелые и вредные условия труда. Эти обстоятельства придают большое значение средствам механизации и автоматизации.

3. Большая металлоемкость кузнечного производства. Затраты на металл в себестоимости кузнечного цеха доходят да 40 – 50%. Следовательно, экономия металла имеет большое значение для снижения себестоимости продукции.

Большая металлоемкость и высокая производительность основного оборудования обусловливаются большой объем как внутрицехового, так и внешнего грузооборота. Внутрицеховой грузооборот отличается сравнительной простой и единообразием маршрутов.

В крупных цехах необходимы большие складские помещения для хранения металла и подготовки его к основным технологическим операциям, для предварительной правки, резки, сортировки и комплектации. Для этого при складе металла создается заготовительный участок [26]. В небольших цехах целесообразно получать резаную заготовку со склада завода.

Указанные особенности кузнечного производства влияют на образование групп вспомогательных рабочих, обслуживающий транспорт и склады, придают большое значение транспортных и складских процессов. Становиться необходимым расчет оптимальных складских запасов металла, обеспечивающих бесперебойную загрузку мощного дорогостоящего оборудования.

4. Большая энергоемкость производства и применение разнообразных энергоносителей: электроэнергии, сжатого воздуха, газа на обогрев заготовок затраты которых не редко составляет 10-15% себестоимости продукции кузнечного цеха. В связи с этим должно быть обращено большое внимание на выбор наиболее эффективных энергоносителей, повышение к.п.д. оборудования, устранение потерь в технологическом процессе.

5. Применение сложной и дорогостоящей технологической оснастки: штампов, приспособлений и т.п., – затраты на износ и возобновление которой вместе с ремонтом зачастую превышает фонд заработной платы основных рабочих. Поэтому серьезное внимание должно быть уделено хранению, ремонту, контролю эксплуатации оснастки [26].

Объектами анализа технического и организационного уровня кузнечного участка являются: специализация, организационный тип производства, состав оборудования, уровень технологии производства, организация обслуживания процессов производства и организация управления.

Специализация определяется преобладанием поковок и штамповок, относящихся к группе по массе или группе сходной конфигурации, преобладание какого-либо одного технологического метода обработки давлением представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристика основных видов продукции.

Наименование	2012 год	2013 год	2014 год
Объем выпуска кузнечного участка, т В том числе заготовки:	6000	7000	7500
Кованные, т	3300	3600	4000
Штампованные, т	2700	3400	3500
Число наименований заготовок: Кованных, т Штампованных, т	100 200	80 220	80 220
Коэффициент серийности производства	21	21	21

Из этих данных видно, что участок в 2012 году отличался более узкой специализацией, чем в 2013 и 2014 году, так как прибавилось больше номенклатуры. Почти поровну представлены и поковки и штампованные заготовки.

В 2013 году 20 наименований поковок было переведено на штамповку, вследствие чего доля штамповочных заготовок в объеме выпускаемой продукции повысилась, так же немного увеличилась доля серийной продукции.

Дальнейшая специализация участка может развиваться в направлении перевода поковок изготовляемых методом свободной ковки, на штамповку, т.е. по технологическому, а не по предметному признаку.

По коэффициенту серийности, равному 21, производство относиться к мелкосерийному типу производства. Если бы коэффициент был меньше 10, то производство относилось к крупносерийному, а от 10 до 20 к среднесерийному.

Степень охвата рабочих механизированным трудом (С_м) показывает долю рабочих, занятых трудом с помощью машин и механизмов, в общей численности рабочих, а уровень механизированного труда (У_м.т) – отношение времени, затрачиваемого на приемы работы, связанные с использованием машин и механизмов или управление ими (а так же наблюдением за ними), к общим затратам оперативного времени [3]. Уровень механизированного труда рекомендуется определять при помощи коэффициента механизации, величина которого определяется долей машинного времени в общих затратах времени на выполнение данной работы.

Оборудование на участке в основном не новое и подлежит модернизации, а так же нагревательные печи можно перевести на природный газ с пультом управления. Может оказаться экономически целесообразной замена ковочных молотов более прогрессивным оборудованием. Из этого можно судить о состоянии механизации производства.

В таблице 3 приведены итоговые величины С_м и У_м.т для основных и вспомогательных рабочих и всего по участку. Они получены как средневзвешенные арифметические величины С_м и У_м.т по каждой профессии. Кузнечные цехи обычно отличаются высокими значениями С_м : для основных рабочих – 90%, а для всех рабочих – 80-90%. Однако У_м.т редко превышает 60% для основных и 50% для всех рабочих.

Таким образом, в таблице величины С_м и У_м.т в общем удовлетворительны. При анализе необходимо обнаружить возможности повышения обоих показателей. Они могут быть найдены в первую очередь там, где больше всего сосредоточено затрат ручного труда для каждой профессии.

Таблица 3 – Состав рабочих по профессиям и уровню механизации труда

Профессия	Ра	См, %	Ум.т , %
Основные рабочие Кузнецы Штамповщики Машинисты Нагревальщики и термисты Резчики	15 3 14 17 2	100 100 100 80 100	50 30 100 50 20
Вспомогательные рабочие Крановщики Слесари Электромонтеры Кладовщики Уборщики	25 16 9 3 11	100 50 50 0 33	100 20 20 0 20

Анализ технического и организационного уровня производства завершается анализом плана повышения эффективности производства (ППЭП).

Основными являются показателями эффективности осуществленных мероприятий по внедрению более совершенной техники и организации производства. Расчет фактической эффективности внедренных мероприятий базируется на проведенном в связи с совершенствованием производства пересмотре норм времени сдельных расценок и учитываемых изменений материальных затрат.

Изменение расходов на содержание и эксплуатацию оборудования и цеховых расходов принимается во внимание только в случаях, когда существует прямая связь затрат по той или иной статье этих расходов с содержанием данного организационно-технического мероприятия, например если в результате сокращения массы транспортируемых грузов, уменьшения маршрутов перевозки механизации погрузочно-разгрузочных работ высвободились транспортные и рабочие, если в результате замены оборудования уменьшились амортизационные отчисления [3].

Основные показатели фактически достигнутые в анализируемом году, сравнивается с плановым и прошлогодним.

Данные в таблице 4 показывают, что плановая эффективность была выполнена и перевыполнена по снижению нормативной трудоемкости продукции на 3-4 тыс. н/ч, а так же уменьшилось на 5 человек число вспомогательных рабочих в 2013 году и на 3 в 2014 году. Экономия металла снизила за два последних года по сравнению с отчетом 2012 года. Допущен перерасход электроэнергии в количестве на 20 тыс. кВт*ч. В 2012 году, в 2013 году на 15 тыс. кВт*ч, а в 2014 на 10 тыс. кВт*ч.

Таблица 4 – Анализ основных показателей цеха

Наименование	План 2012	Отчет 2012	План 2013	Отчет 2013	План 2014	Отчет 2014
Снижение нормативной трудоемкости продукции, тыс. н/ч	24	26	36	40	44	47
Высвобождение вспомогательных рабочих	–	2	–	5	–	3
Экономия металла, т	200	200	400	400	450	450
Экономия электроэнергии, тыс. кВт*ч	20	40	20	35	20	30

Для придания металлам и сплавам определенных свойств (высокой прочности, пластичности и т.д.) применяют термическую обработку.

В термическую обработку входят последовательные стадии:

1. Нагрев до определенной температуры с определенной скоростью.

2. Выдержка при этой температуре в течение требуемого времени

3. Охлаждение с заданной скоростью

Наибольшее распространение получили четыре процесса термической обработки: отжиг, нормализация, закалка, отпуск.

Отжиг – это операции нагрева металла до определенной температуры, выдержка при этой температуре и медленное охлаждение вместе с печью [11]. Отжиг повышает обрабатываемость металла резанием, а так же обрабатываемость без снятие стружки.

Нормализация отличается от отжига характером охлаждения (охлаждение производят на воздухе). Нормализацию применяют получения однородной структуры с более высокой твердостью и прочностью, чем после отжига.

Закалка отличается от отжига и нормализации высокой скоростью охлаждения заготовок или деталей после нагрева до температуры превращения и выдержки при этой температуре. Охлаждение производиться путем погружения в воду или машинное масло. В результате металла приобретает мелкозернистую однородную структуру, обладающую высокой твердостью, прочностью, износостойкостью, но имеющую пониженную пластичность.

Качество закалки зависит от температуры и скорости нагрева, времени выдержки и скорости охлаждения.

В производстве часто требуется, чтобы деталь имела очень твердую износостойкую поверхность, но в то же время ее сердцевина должна оставаться вязкой, прочной, хорошо переносить удары и нагрузки. Для таких деталей применяют поверхностную закалку.

Отпуск – нагрев до температуры ниже интервала превращений, выдержка и последующее охлаждения [11]. Используется для повышения вязких свойств, уменьшения термических остаточных напряжений и улучшения обрабатываемости резанием.

В производстве используются газовые и электрические печи, оборудованные масляными и водяными ваннами.

В газовых и электрических печах выполняются следующие виды обработки: гомогенизация, отжиг, нормализация, закалка с отпуском, т/о сварных конструкций, поковок, проката, труб, заготовок, деталей из углеродистых и легированных марок сталей и цветных сплавов.

Максимальные размеры газовых печей:

12000×7500×4750 мм (l×b×h) – вес садки = 160 т.

17600×4500×4000 мм (l×b×h) – вес садки = 140 т.

Максимальные размеры электрических печей:

3600×1800×1200 мм (l×b×h) – вес садки = 10 т.

Ø 600×3000 мм – вес садки = 10 т.

При химико-термической обработке изменяется химический состав поверхностных слоев деталей, что позволяет получить мелкозернистую структуру, высокую твердость, прочность и износостойкость деталей [17]. Качество обрабатываемой детали зависит от марки сталей.

Существует следующие способы обработки:

1. Цементация – насыщение поверхностных слоев стали углеродом;

2. Азотирование – насыщение азотом поверхностного слоя стальных деталей;

Для обеспечения полного цикла изготовления полуфабриката для машиностроения без привлечения других подразделений общества, в кузнечно-термическом цехе организованы участки механической обработки, обезжиривания и дробемётной очистки.

Механическая обработка составляет 25-70% трудоемкости изготовления изделия. Одной из главных задач механической обработки резанием является получение детали заданной формы, размеров, точности и шероховатости при снятии минимальных припусков на обработку.

Основная цель анализа трудовых показателей – выявление резервов роста производительности труда.

Основным источником анализа состава работающих является статистическая отчетность цеха, которая представлена в таблице 5.

Таблица 5 – Статистическая отчетность

Наименование	План 2012	Отчет 2012	План 2013	Отчет 2013	План 2014	Отчет 2014
Объем выпуска продукции, т	6500	6600	6900	7000	7200	7270
Объем выпуска продукции по нормативной трудоемкости, тыс. н/ч	320	330	370	380	390	415
Среднесписочная численность рабочих В том числе: Основных Вспомогательных ИТР и служащих	94 70 30	94 72 30	99 73 30	98 72 30	100 74 30	100 76 30

Для дальнейшего роста производительности труда может быть повышен удельный вес основных рабочих. Так как при сохранении численности вспомогательных рабочих, инженерно-технических работников и служащих на прежнем уровне численность основных рабочих. Численность ИТР и служащих не изменилась за все 3 года и не препятствует выполнению плана.