Структура завода, определяется в соответствии с делением производства на основное и вспомогательное, каждое из которых имеет в своем составе цехи, службы и устройства (рис. 3.1).
Цех - подразделение промышленного предприятия, обособленное в административном отношении, действующее на началах внутризаводского хозяйственного расчета и выполняющее в основном производстве определенные функции по изготовлению продукции либо функции технического или хозяйственного обслуживания основного производства. Соответственно этому цехи подразделяются на основные (производственные), вспомогательные и обслуживающие.
Основные (производственные) цехи, например, моторостроительного завода предназначены:
1) для изготовления полуфабрикатов (заготовок), необходимых для производства основных изделий завода и подлежащих обработке в других его цехах или отправляемых на сторону (без обработки);
2) для обработки деталей и сборки их в сборочные единицы, агрегаты, являющиеся основной продукцией завода;
3) для сборки изделий;
4) для испытания изделий.
В некоторых случаях обработанные детали могут предназначаться для отправки их на сторону в виде продукции завода (без сборки в узлы или изделия), например, запасные части или детали, поставляемые другим заводам в порядке кооперирования.
Первая группа основных цехов называется заготовительными, вторая – обрабатывающими и сборочными (механосборочными), третья – сборочными, четвертая – испытательными.
К заготовительным относятся литейные (сталелитейные, чугунолитейные, цветного литья), кузнечные (кузнечно- штамповочные, кузнечно-прессовые), прессовые (холодной листовой штамповки), раскройно-заготовительные (правка и резка металла) цехи.
С развитием специализации и кооперирования в машиностроении наиболее прогрессивным является создание спец иализированных заготовительных предприятий, например центролитов и центрокузов. В этом случае из состава завода-потребителя исключаются заготовительные цехи, что упрощает структуру завода и повышает экономическую эффективность производства.
К обрабатывающим относятся цехи, организованные по технологическому признаку: механические, термические, металлопокрытий (гальванические) и окрасочные. К сборочным относятся цехи общей сборки изделий, агрегатов, а также переборочные цехи. В ряде производств, преимущественно крупносерийных и массовых, применяют организацию цехов по предметному признаку: цех лопаток, цех шестерен, цех корпусов, цех валов и т.д.
В состав вспомогательного производства завода входят цехи, выполняющие функции технического обслуживания основного производства или завода в целом. К вспомогательным относятся инструментальные, инструментально-штамповые (изготовление штампов для холодной и горячей штамповки), модельные, ремонтно- механические, электроремонтные, ремонтно-строительные и другие цехи.
В практике проектирования машиностроительных заводов существуют и такие понятия, как инструментальное хозяйство и ремонтное хозяйство.
Инструментальное хозяйство завода представляет собой комплекс вспомогательных цехов, а также служб в производственных цехах и складах, предназначенных для обслуживания основного производства всеми видами оснастки. В объем работ инструментального хозяйства включены изготовление, ремонт, заточка, восстановление, хранение, технический надзор и контроль за эксплуатацией всех видов оснастки, а также обеспечение ею производственных цехов.
Ремонтное хозяйство завода представляет собой комплекс ремонтных цехов (ремонтно-механических, электроремонтных, цеховых ремонтных) и эксплуатационных служб (ремонтные мастерские в производственных цехах, дежурные технические службы), заводских складов и цеховых кладовых оборудования и запасных частей, предназначенных для обслуживания основного производства. В функциональные обязанности ремонтного хозяйства включены повседневный уход за оборудованием и надзор за его эксплуатацией, а также все виды ремонта и модернизации оборудования.
Особую группу вспомогательных цехов образуют энергетические заводские установки: электро- и теплоэлектростанции, котельная, компрессорная, кислородная и др. Сюда же относятся и устройства водоснабжения и канализации. На эти цехи возложены эксплуатационные и ремонтные функции.
Обособленное проектирование каждого завода с полным удовлетворением потребностей только собственными вспомогательными цехами, энергетическими установками, инженерными сооружениями и коммуникациями нерационально, и поэтому не допускается. Целесообразен, а поэтому необходим, учет развития экономики района в целом. При этом следует изыскивать возможности кооперации с другими предприятиями, а также отраслевой централизации и специализации вспомогательных производств.
Складское хозяйство завода включает в себя:
1) материальные (центральные материальные) склады, склады металла, нефтепродуктов (бензин, керосин), красок, масел, смазочных и химических материалов и др.;
2) склады топлива;
3) склады средств производства (оборудования, инструмента и приспособлений, абразивов, штампов, моделей);
4) склады покупных изделий и полуфабрикатов, получаемых со стороны;
5) склады полуфабрикатов собственного производства (заготовок, литья, поковок);
6) склады готовых изделий и запасных частей;
7) склады металлоотходов (стружка, листовые отходы) с устройствами для их переработки (брикетирование, пакетирование), хранения и погрузки на средства рельсового и безрельсового транспорта.
К группе обслуживающих цехов относятся также центральная заводская лаборатория, машиносчетные станции, служба охраны завода со сторожевыми устройствами, проходными и контрольно-пропускными пунктами, служба пожарной охраны.
В состав производственного цеха входят производственные отделения и участки, вспомогательные участки, а также конторские и бытовые помещения.
Производственные отделения и участки цеха предназначены для непосредственного осуществления технологического процесса, например изготовления отливок или поковок, обработки деталей, их сборки и испытаний, упаковки готовых изделий.
Вспомогательные участки цеха предназначены для ремонта оборудования и оснастки (цеховая база по ремонту оборудования, мастерские по ремонту инструмента, приспособлений и штампов, заточные участки), обслуживания производства (участки по приготовлению охлаждающих жидкостей и утилизации отходов; цеховые лаборатории; цеховые подотделы технического контроля), хранения и выдачи основных и вспомогательных материалов, заготовок, полуфабрикатов, деталей, инструмента и приспособлений (цеховые склады и кладовые).
Для небольших и опытных предприятий следует рекомендовать бесцеховую структуру. При такой организации производства в составе завода нет отдельных цехов, обособленных в административно-хозяйственном отношении. Все производство делится по технологическому признаку на участки, во главе которых стоят мастера. Все административные, технические и учетно-счетные функции цехов осуществляет заводоуправление, состоящее из общезаводских отделов. Бесцеховая структура упрощает организацию производства, сокращает численность административного и конторского персонала, укрепляет технические службы предприятия.
Технологические расчеты, выполняемые при проектировании цехов машиностроительного завода, служат основой научно-теоретического подхода к определению оптимальных величин, назначаемых в проекте параметров.
При проектировании отдельных цехов последовательно, но в едином комплексе решаются следующие основные задачи:
1) изучаются особенности конструкции изготовляемых изделий и условия производства в соответствии с заданной производственной программой; подбираются необходимые для проектирования исходные данные; определяются состав, режим работы и структура проектируемого цеха;
2) определяются основные направления, принимаемые в качестве руководящих в процессе проектирования (например, внедрение новой техники, наиболее эффективных и рациональных для данного конкретного случая методов производства, технического контроля и испытаний изделий);
3) разрабатываются прогрессивные технологические процессы, определяются организационные формы их выполнения и тип производства;
4) выбираются способы определения трудоемкости изготовления изделий и выполнения производственной программы в целом; выбирается тип оборудования и рассчитывается потребное количество оборудования и рабочих мест; определяются состав и количество работающих по участкам и группам;
5) определяется грузооборот цеха; выбирается тип и рассчитывается потребное количество транспортных средств, Грузоподъемных устройств и производственной тары;
6) разрабатываются планы расположения оборудования и рабочих мест в производственных отделениях цеха и определяются их площади;
7) определяются состав вспомогательных служб цеха, количество необходимого для них оборудования, число работающих и занимаемые площади;
8) разрабатываются мероприятия по механизации и автоматизации трудоемких процессов, охране труда и технике безопасности;
9) выбираются тип и строительные параметры здания под цех, разрабатываются компоновочный план цеха (корпуса) и задания для проектирования строительной, энергетической и санитарно-технической частей проекта цеха;
10) выбирается схема организации управления и технического руководства работой проектируемого цеха;
11) рассчитываются объемы капитальных затрат и основных средств, основного фонда инструмента, приспособлений и производственного инвентаря; определяются общие технико-экономические показатели работы проектируемого цеха.
Кроме производственной программы в состав исходных данных для проектирования цеха в общем случае включаются:
1) рабочие чертежи и спецификации изготовляемых изделий или изделий-представителей;
2) технические условия на обработку деталей, сборку узлов и изделий, отдельные виды испытаний и упаковку;
3) сводные нормы расхода материалов на все изготавливаемые в цехе изделия;
4) технологические процессы с нормами времени, а также средний процент выполнения норм по видам работ и цехам, изготовляющим аналогичные изделия на действующих заводах;
5) планы расположения оборудования и рабочих мест, а также ведомости на установленное технологическое и подъемно-транспортное оборудование с указанием степени его износа при реконструкции цехов;
6) ведомости на оборудование, подлежащее модернизации, а также имеющееся на складе и заказанное промышленности; паспортные данные на имеющиеся на заводе уникальные и специальные станки (при реконструкции цехов);
7) ведомости на детали и изделия, поставляемые со стороны;
8) основные технико-экономические показатели работы реконструируемых цехов или аналогичных цехов родственных заводов;
9) соображения о перспективном развитии конструкций основных изделий проектируемого цеха.
Производственная программа представляет собой перечень товарной продукции в штуках, рублях или массе, которая должна быть изготовлена цехом за установленный период (год, квартал, месяц).
Товарная продукция включает в себя:
1) основную продукцию, т.е. изделия, узлы, запасные части;
2) полуфабрикаты заготовительных цехов и продукцию вспомогательных цехов, предназначенные для реализации на сторону;
3) продукцию тарного цеха;
4) предметы широкого потребления;
5) работы, выполняемые на сторону или для удовлетворения нужд собственного капитального строительства, ремонта оборудования и др.
В задании на проектирование мощность предприятия (или цеха) указывается, как правило, в натуральном исчислении.
Под мощностью предприятия (или цеха) понимается количество продукции, вырабатываемое производственным участком (цехом или заводом) в календарный отрезок времени при определенных режимах работы. Однако материальные средства, создающие эту мощность (производственные площади, оборудование, электроэнергия), а также количество работающих в зависимости от выбранных методов обработки, степени механизации и автоматизации, форм организации и других входящих могут быть выражены различными величинами.
Основным в методике технологических расчетов является правильное определение трудовых затрат на изготовление изделий.
Трудоемкость изготовления объектов производства является одним из важнейших исходных показателей для проектирования современного машиностроительного завода и его цехов. Для определения трудоемкости, являющейся функцией многих параметров и строго расчетной величиной, проще всего было бы использовать формулы классического нормирования.
Однако применение этого метода, расчета на стадии разработки технического проекта в реальных условиях практически невозможно, так как подробные и длительные расчеты весьма трудоемки, требуют значительного количества технологов-проектировщиков, а результаты получаются с большим опозданием, когда необходимость в них фактически уже отпала. Процесс получения исходных данных по трудовым затратам значительно ускоряется, если для разработки и нахождения оптимальных технологических процессов и их нормирования использовать ЭВМ.
Разработка методов прогнозирования и определения затрат труда на изготовление нового изделия, запускаемого в опытное или серийное производство, без лишних и громоздких расчетов является одной из основных задач проектирования заводов и цехов. Трудоемкость изготовления новых типов изделий надо определять быстро, надежно, с учетом внедрения в производство новых прогрессивных технологических процессов, применения высокопроизводительного оборудования и передовых форм организация производства.
При проектировании предприятий обычно исходят из технологической трудоемкости, т.е. затрат труда основных (производственных) рабочих, непосредственно осуществляющих технологический процесс по выпуску продукции.
Технологическую трудоемкость рекомендуется прогнозировать и рассчитывать различными методами, из которых в качестве базовых, при этом принципиально отличных друг от друга, выделяют три: эмпирический, экспертный и технологический расчетный.
Эмпирический метод расчета трудоемкости нового изделия основан на использовании опыта заводов (прошлых периодов производства) и выявлении закономерностей формирования удельной и абсолютной величин трудоемкости. Эмпирические закономерности, являющиеся в данном случае нормативами, применяются для нового изделия без каких-либо коррективов и устанавливаются на основе математической обработки статистических данных о фактической трудоемкости изготовления изделий-аналогов одного вида и класса за достаточно длительный период их производства.
К недостаткам всех разновидностей базового эмпирического метода прогнозирования трудоемкости изготовления изделия относятся неизбежное отставание эмпирических данных по трудоемкости аналогов, бывших в прошлом производстве, от перспективной трудоемкости изготовления новых изделий, так как при этом не учитываются качественные изменения, происшедшие в конструкциях новых изделий, в технологии, технике и организации производства. Изменение технического уровня производства и конструктивно-технологическое совершенство новых изделий ограничивают применение эмпирического метода прогнозирования. Использование его возможно лишь в том случае, если характеристики старого и нового изделий достаточно близки, а завод имеет опыт производства продукции данного типа.
Преимуществом эмпирического метода является возможность быстро определить предполагаемую трудоемкость изготовления новых изделий для всех периодов их промышленного производства, причем даже при отсутствии серийных чертежей. При этом трудоемкость устанавливается лишь в зависимости от принадлежности изделия к определенному классу, типу и его конструктивной массы или же от других конструктивных и эксплуатационных параметров.
Экспертный метод расчета трудоемкости производства нового изделия основан на экспертной оценке трудоемкости изготовления входящих в него сборочных единиц и деталей. Трудоемкость определяется на каждую деталь, узел и агрегат непосредственно или в сравнении с такими же конструктивными элементами изделий-аналогов, ранее выпускавшихся предприятием. Используются также эмпирические закономерности формирования трудоемкости изготовления изделий-аналогов с обязательным внесением поправок на новые конструктивно-технологические характеристики и повышение организационно-технического уровня производства.