6. Организация производства в сборочнЫх цеХах
6.1. Краткая характеристика сборочных цехов
Сборочные цехи на большинстве машиностроительных предприятий завершают процесс изготовления изделия. Их продукцией являются готовые изделия (машины, приборы, агрегаты). Некоторые показатели сборочных цехов (количество и качество выпускаемой продукции) в существенной мере характеризуют работу предприятия.
Процесс сборки состоит в соединении и обеспечении правильного взаиморасположения и взаимодействия деталей, сборочных единиц и механизмов изделия. Трудоемкость сборочных операций занимает значительный удельный вес в трудоемкости изделия. При этом наименьшая удельная трудоемкость сборочных работ имеет место в массовом и крупносерийном производстве, наибольшая – в мелкосерийном и единичном производстве. Организация технического обслуживания в сборочных цехах определяется тем, что технологическое оборудование, как правило, не является сложным, за исключением оборудования на автоматических линиях и некоторых видов испытательных стендов. однако состав оборудования отличается значительным разнообразием: различные виды металлорежущих станков, прессовое, сварочное, подъемно-транспортное, окрасочное и сушильное оборудование, испытательные стенды и т.д.
Специфика сборочных операций приводит к тому, что вся необходимая технологическая оснастка и инструмент выдаются рабочим, как правило, в постоянное пользование. Это существенно упрощает работу ИРК цеха, но усложняет функции надзора за состоянием оснастки.
В сборочных цехах организуется разнообразное складское хозяйство, в состав которого входят комплектовочные и промежуточные кладовые и склады готовой продукции. Комплектовочные и промежуточные кладовые играют важную роль в организации ритмичной работы сборочного цеха. Хранение деталей, покупных изделий и сборочных единиц осуществляется так, чтобы обеспечить контроль за комплектным питанием сборочных цехов (расположение мест хранения по изделиям и сборочным единицам, хранение их в комплектовочной таре, установление особого порядка выдачи деталей взамен брака и т.п.) Для обеспечения сборки и поддержания заделов на определенном уровне ведется тщательный текущий учет деталей и составляются комплектовочные графики.
Контроль качества продукции в сборочных цехах отличается особой сложностью и тщательностью. Контроль сборочных единиц и механизмов проводится методами сплошной или выборочной приемки на стационарных контрольных пунктах, контроль готовой продукции – методом сплошной приемки.
Система оперативно-календарного планирования в сборочных цехах определяется типом производства и применяемой формой организации сборочных процессов. Например, серийном производстве при составлении календарных планов-графиков сборки, планов загрузки сборщиков и сборочных бригад особое внимание должно быть уделено обеспечению условий для высокопроизводительной работы.
Тип производства и применяемый метод обработки в механическом цехе определяют пределы отклонения фактических размеров деталей от номинальных. Эти точностные характеристики оказывают существенное влияние на организацию трудовых процессов и на технико-экономическую эффективность работы сборочных цехов. В зависимости от точностных характеристик деталей сборочные цехи можно разделить на две группы.
К первой группе относятся сборочные цехи, в которых происходит сборка изделий и подгонка их на месте. Трудоемкость сборочных операций в этих случаях относительно велика. Разбросы размеров деталей в пределах допуска имеют широкие колебания, и это не позволяет организовать сборку в таких цехах без слесарной пригонки на месте. Такое положение характерно для единичного и мелкосерийного производства. В этих цехах также имеет место невысокий уровень разделения труда и стационарная форма организации сборочных работ.
Ко второй группе относятся цехи, в которых сборочные процессы строятся на основе неполной или полной взаимозаменяемости деталей. Трудоемкость сборочных операций в этих цехах значительно меньше, так как отсутствует ручная слесарная пригонка. Узкий предел разброса размеров деталей позволяет организовать сборку по различным формам производства, с глубоким разделением труда и широким фронтом работы, что приводит к снижению трудоемкости. Такая организация сборочных процессов характерна для крупносерийного и массового производства. В цехах этой группы преобладают подвижные формы организации сборочных работ.
Производственная структура цеха
Сборочные цехи машиностроительных заводов состоят из производственных, вспомогательных отделений, служебных и бытовых помещений. К производственным отделениям цеха относятся участки слесарной обработки, узловой сборки, общей сборки, испытательные участки, участки окраски, сушки и упаковки. К вспомогательным отделениям цеха относятся промежуточные склады деталей и узлов, вспомогательных материалов и инструментально-раздаточная кладовая.
В общем виде это представлено на рис. 12.
Рис. 12. Производственная структура сборочного цеха
Комплектация изделий осуществляется комплектовочным складом в соответствии со сроками начала соответствующих работ.
Сборочный цех организуется для сборки сборочных единиц и общей сборки, испытаний, окраски и упаковки изделий. Производственная структура технологических процессов и особенностями проектируемой организации производства. В зависимости от этих факторов производственные участки формируются по предметному или технологическому принципу. Возможен и смешанный тип специализации. Основными производственными участками в сборочных цехах являются участки механической и слесарной обработки они определяются номенклатурой и объемом выпуска изделий, характером технологи обработки, сборки изделия и сборочных единиц, индивидуальной (бригадной) сборки, окраски, сушки, испытаний, исправления дефектов и упаковки. К числу вспомогательных подразделений относятся служба цехового механика и энергетика, ИРК, контрольные пункты ОТК, комплектовочная кладовая. При небольших объемах производства в составе сборочных цехов организуются отделения комплектации, консервации и упаковки изделий и кладовые готовой "продукции". Подразделения сборочного цеха располагаются по следующей схеме: комплектовочный склад, сборка сборочных единиц, общая (генеральная) сборка, испытательная станция, контрольные пункты ОТК, склад (цеховой) готовой продукции.
Организация производственного процесса
Сборочный процесс состоит из следующих стадий: узловая (или предварительная) сборка – соединение деталей в подузлы, узлы, агрегаты; общая (или окончательная) сборка – сборка всей машины; регулировка – установка и выверка правильности взаимодействия частей машины /22/; слесарная обработка и пригонка (применяется преимущественно в единичном и мелкосерийном производствах). В серийном производстве применяется в незначительном размере; в массовом производстве эта стадия отсутствует.
Весь технологический процесс сборки разбивается на отдельные последовательные стадии: сборка узлов, сборка агрегатов, общая сборка, которые в свою очередь расчленяются на отдельные последовательные операции, переходы, приемы. Различают три вида сборки по принципу:
индивидуальной пригонки;
полной взаимозаменяемости;
неполной взаимозаменяемости путем индивидуального и группового подбора.
Сборка по принципу индивидуальной пригонки применяется в единичном и мелкосерийном производствах. Детали после механической обработки, выполняемой без применения предельных калибров, подвергают слесарной обработке для получения окончательной формы и размеров, после чего пригоняют по месту опиливанием, пришабриванием, притиркой, шлифованием, развертыванием. Сборка по принципу полной взаимозаменяемости применяется в крупносерийном и массовом производствах. При этом детали обрабатывают в механическом цехе по предельным калибрам, и станочные операции являются окончательной стадией обработки для придания деталям нужной формы и размеров. Отделочные станочные операции обеспечивают надлежащее сопряжение поверхностей. Такие детали получаются взаимозаменяемыми и идут прямо на сборку через промежуточный склад.
Сборка, при которой надлежащая посадка соединяемых деталей, изготовленных также по предельным калибрам, но с большими допусками, осуществляется путем предварительного подбора их по размерам, называется сборкой с неполной взаимозаменяемостью.
Сборку по формам организации работы в сборочном цехе можно разделить на два вида: стационарную и подвижную. Стационарная сборка выполняется группой рабочих на одном неподвижном месте, к которому подаются все детали и узлы (например, при сборке ракетного двигателя). При подвижной сборке изделие перемещается от одного рабочего места к другому, и находящиеся постоянно на этих местах рабочие выполняют одну и ту же повторяющуюся операцию; при этом к каждому рабочему месту, на котором имеется соответствующий инструмент и приспособления, подаются детали и узлы, необходимые для данной операции. Данные формы организации сборочных работ применяются при разных видах производства: стационарная – в единичном и серийном производствах, а для отдельных узлов – в массовом; подвижная – в серийном и массовом.
Стационарная сборка, как одна из особенностей организации производства в сборочном цехе, в зависимости от характера машин производится непосредственно на полу (необорудованная площадка), на оборудованных стендах, фундаментах, параллелях, сборочных станках.
В сборочном цехе применяется поточная сборка. Поточная сборка применяется в массовом, крупносерийном и серийном производствах, а также в мелкосерийном производстве крупных изделий большого веса. Процесс поточной сборки расчленяется на простейшие операции, требующие малой и примерно одинаковой затраты времени для выполнения; для каждой операции устанавливается определенное рабочее место и определенный рабочий выполняет только одну операцию.
Поточная подвижная сборка производится на различных транспортных устройствах, к числу которых относится конвейер. Особенностью организации производства в сборочном цехе является двойственное значение конвейера: с одной стороны его можно рассматривать, как транспортное средство, а с другой стороны – это рабочий поток.
В рабочий состав сборочного цеха входят: производственные рабочие, вспомогательные рабочие, младший обслуживающий персонал, служащие (инженерно-технический и счетно-конторский персонал).
Общее количество производственных рабочих сборочного цеха состоит из слесарей для слесарной обработки, сборщиков для узловой сборки, сборщиков для общей сборки.
В связи с высокой сложностью изготовляемой продукции при сборке машин и оборудования используются особенно квалифицированные кадры и преобладает ручной труд. Поэтому в общей структуре трудоемкости производства продукции на сборочные работы приходится значительный удельный вес. Трудоемкость узловой и общей сборки составляет около 30 % всей трудоемкости изготовления машин. В связи с этим проблема совершенствования технологии сборочного производства (и в части повышения уровня автоматизации сборочных работ в машиностроении) становится одной из наиболее актуальных.
Производственный процесс сборки определяется объемом производства, технологической сложностью и степенью технологичности конструкции изделий (точностью изготовления деталей и сборочных единиц). Сборочные процессы с технологической точки зрения имеют много общего, что позволяет использовать универсальную технологическую оснастку, типовые технологические процессы и формы организации сборочных процессов.
Сборочные процессы характеризуются высоким удельным весом ручных работ и применением несложного технологического оборудования. Поэтому дифференциация сборочного процесса и синхронизация операций практически не ограничены, что создает благоприятные условия для внедрения поточных методов производства.
Для сборочных процессов характерным является требование полного отсутствия окончательного брака. Однако в сборочных цехах довольно высоки потери от исправления дефектов деталей и сборочных единиц.
Этап сборки - самый ответственный в производственном процессе, поскольку здесь формируется всякая машина или оборудование как изделие, отвечающее определенному служебному назначению. Качество сборки во многом определяет надежность, ресурс, другие технико-экономические характеристики машины. Однако именно сборочные работы по сравнению с другими процессами в машиностроении наименее механизированы.
Для сборочных процессов характерны слабая нормализационная дисциплина, большая номенклатура оригинальных деталей и сборочных единиц, а также низкий уровень унификации и стандартизации производственных деталей. В результате этого конструкции выпускаемых изделий оказываются недостаточно технологичными для автоматизированной и механизированной сборки. Между тем осуществить необходимую корректировку конструкции изделий в установившемся производстве оказывается трудно, а это сдерживает внедрение автоматической сборки.
Серьезным недостатком сборочного производства, обусловливающим сохранение большого числа трудоемких пригоночных работ, является низкая технологическая дисциплина при выполнении всех операций, предшествующих сборке. Именно из-за этого сборочное производство практически совмещает и механическую обработку деталей. В серийном производстве доля таких работ составляет 20 %, в мелкосерийном – до 30 – 40 % трудоемкости сборки. По сути пригоночные работы могут быть технически необходимы или вызваны некачественным изготовлением деталей в обрабатывающих цехах. На практике многие пригоночные работы – это по существу перенесение механической обработки в сборочный цех, где эти процессы выполняются вручную, с большими затратами труда и менее качественно. Поэтому одним из важнейших показателей уровня технического и организационного прогресса в сборке является отношение трудоемкости пригоночно-доделочных работ к общей трудоемкости.
На этапе сборки стоимость незавершенного производства приближается к предельному значению – себестоимости готовой продукции. Поэтому одним из важнейших показателей работы сборочных цехов является длительность производственного цикла, сокращение которой обеспечивает ускорение оборачиваемости оборотных средств и наиболее эффективное использование площадей.
Назначение, конструктивные параметры и объем выпуска продукции определяют основные особенности технологии сборки, состав оборудования, типовую оснастку и целесообразный уровень механизации и автоматизации производственных процессов. Номенклатура и объем производства играют решающую роль при выборе наиболее рациональной формы организации сборочных процессов.
Технологический процесс сборки зависит от объема производства, технологической сложности и степени технологичности конструкции изделий (точностью изготовления деталей и сборочных единиц). Сборочные процессы с технологической точки зрения имеют много общего, что позволяет использовать универсальную технологическую оснастку, типовые технологические процессы и формы организации сборочных процессов.
Так как сборочные процессы характеризуются высоким удельным весом ручных работ и применением несложного технологического оборудования, то дифференциация сборочного процесса и синхронизация операций практически неограничены, что создает благоприятные условия для внедрения поточных методов производства.