Рекомендуется следующий порядок расчетов

2.1. Определяется трудоемкость (норма времени) изготовления детали (деталей).

Данные необходимые для расчета – штучное время на операцию tштj и подготовительно-заключительное время tп.з берутся из карт технологической операции или из маршрутной карты технологического процесса. При выполнении курсовой работы маршрутная карта технологического процесса, содержащая необходимые данные для выполнения курсовой работы, прилагается в качестве исходных данных (выдается преподавателем-консультантом).

2.1.а) трудоемкость (норма времени) изготовления основной или типовой детали (деталей) определяется суммированием норм времени: штучных (для массового производства) и штучно-калькуляционных (для серийного производства) по всем технологическим операциям по формулам:

штучное время , час. (2.1.1)

штучно-калькуляционное время , час. (2.1.2)

где , час.,

tп.з.j – подготовительно-заключительное время j-ой операции,

tшт.j – штучное время j-ой операции,

m – количество операций,

no – размер партии обработки, шт.

2.1.б) трудоемкость (норма времени) изготовления приведенной детали

, (2.1.3)

где - штучно-калькуляционное время типовой детали.

2.2. Определяется годовая программа запуска основной (типовой) детали цеха (участка)

, единиц , (2.2.1)

где Nв – годовая программа выпуска изделий (деталей) или потребность сборочного цеха на программу выпуска изделий (без учета повторяемости),

ni – повторяемость деталей (количество деталей, применяемых в одном изделии),

a - процент запасных деталей, поставляемых в сервисные службы (по заявкам исходя из потребности),

b - процент потерь по техническим причинам (принимается по статистическим данным). (При выполнении дипломного проекта по данным цеха по месту прохождения практики).

2.3. Рассчитывается трудоемкость годовой программы основной (типовой) детали.

, час. (2.3.1)

2.4. Рассчитывается трудоемкость полного объема работ (годовая программа), подлежащих выполнению участком (цехом)

2.4.а) при расчете по точной программе

, час, (2.4.1)

где - годовая программа запуска i-ой детали,

( ) - штучное (штучно-калькуляционное) время изготовления i-ой детали,

n – номенклатура деталей.

2.4.б) при расчете по приведенной программе

, час, (2.4.2)

где Ni – годовая программа запуска i-ой детали,

- приведенная трудоемкость i-ой детали,

n – номенклатура деталей.

2.4.в) при расчете по условной программе

1) , час, (2.4.3)

где - штучно-калькуляционное время типовой детали

или

2) Тусл = Ттип(1+Кусл) , час, (2.4.4)

где - трудоемкость годовой программы типового представителя,

Кусл – коэффициент условности,

- штучно-калькуляционное время типовой детали

 

2.5. Рассчитывается трудоемкость полного объема работ, подлежащих выполнению участком (цехом) по каждой операции по формулам приведенным выше (2.4.1, 2.4.2, 2.4.3, 2.4.4), подставляя вместо трудоемкости единицы детали трудоемкость операции по этой детали ( ).

Расчеты сводятся в таблицу 1, содержащую наименование технологических операций, типов (моделей) оборудования, трудоемкости (норма времени) одной детали и годовой программы по всем операциям и итоговую трудоемкость годовой программы детали.

2.6. При проектировании цеха рассчитывается условная трудоемкость полного годового объема работ, подлежащих выполнению цехом, как сумма трудоемкости по участкам (в случае, если по всем участкам имеются расчетные данные) либо исходя из доли трудоемкости участка в общей трудоемкости цеха. В последнем случае трудоемкость полного объема работ цеха определяется:

, час. (2.6.1)

Излагаемые ниже расчеты потребного количества оборудования, площадей, численности работающих, фондов заработной платы, общепроизводственных расходов и др. могут выполняться как по участку, так и по цеху в целом. При выполнении курсовой работы и дипломного проекта предпочтение следует отдать расчету по участку. В этом случае для определения аналогичных показателей по цеху рекомендуется использовать прием их перевода пропорционально трудоемкости работ цеха и участка, но с учетом особенностей производства на других участках.

 

 

III. Определение типа производства и выбор методов

и форм его организации

В зависимости от широты номенклатуры, повторяемости выпуска продукции, технических и экономических условий осуществления производственного процесса все предприятия (подразделения предприятия – цехи и участки) условно делятся на три основных типа: единичного, серийного и массового производства.

Необходимо иметь в виду, что на одном и том же предприятии и даже в одном и том же цехе или на одном и том же участке могут существовать различные типы производства. Так, например, в единичном машиностроении мелкие детали (болты, винты, ...), требующиеся в больших количествах, могут изготавливаться по принципу серийного и даже массового производства. Тип производства всего завода определяется типом производства основных ведущих цехов.

Критерием для установления типа производства служит коэффициент закрепления операций (Кз.о) – количество детале-операций (m), приходящихся на одно рабочее место (закрепляемых за одним рабочим местом) в течение одного месяца:

, (3.1.1)

где m – количество технологических операций i-ой детали;

n – номенклатура деталей;

с – количество рабочих мест на производственном участке (в цехе).

Количество рабочих мест (с) определяется исходя из трудоемкости годовой программы (Тгод), эффективного фонда времени работы единицы оборудования (Фэф), коэффициента выполнения норм (Кв), количества рабочих, занятых одновременно на одном рабочем месте (фронта работ – f) и коэффициента загрузки (hз) оборудования по формуле:

, (3.1.2)

где hз = 0,75 ... 0,85 (для серийного производства коэффициенты загрузки могут приниматься ближе к верхнему пределу).

При определении Фэф учитывается заданный режим работы:

Фэф = (D×tсм – d×L)S×hр , (3.1.3)

где D – число рабочих дней в году; S – число смен в сутки; tсм – продолжительность смены, час; d – число предпраздничных дней с сокращенным режимом работы; L – величина сокращения (равна одному часу); hр – коэффициент, учитывающий потери времени на капитальный ремонт оборудования, hр = 0,92 ... 0,97 (большие значения для металлорежущего оборудования с массой до 10 тонн, меньшие – для станков с ЧПУ и уникального металлорежущего оборудования).

Полученный расчетом коэффициент закрепления операций сравнивается с приведенными в табл. 2 значениями, присущими тому или иному типу производства.

Таблица 2[1]

Тип производства Кз.о
Массовый Крупносерийный Среднесерийный Мелкосерийный Единичный Кз.о =1 – 2 2< Кз.о <10 10< Кз.о <20 20< Кз.о <40 не регламентируется

 

Для расчета коэффициента закрепления операций в формулу подставляется принятое (установленное) количество оборудования.

Методы организации производства принято подразделять на две группы – поточные и непоточные. Характерным признаком поточного производства является непрерывность перемещения обрабатываемых деталей в процессе обработки с операции на операцию в порядке последовательности их выполнения (по ходу технологического процесса). Основным звеном поточного производства является поточная линия – группа рабочих мест на которых осуществляется производственный процесс. Поточные линии принято классифицировать в зависимости от количества одновременно обрабатываемых деталей, от степени непрерывности, от способа поддержания ритма, от степени механизации транспортных средств.

Непоточные методы организации производства специализированы по формам технологической и предметно-подетальной ( узловой) специализации. Технологическая форма специализации характеризуется расположением оборудования по группам технологической однородности (участки фрезерных, токарных, шлифовальных и др. станков). При предметно-подетальной (узловой) форме специализации производственные участки специализируются на выпуске законченных изготовлением деталей (узлов). На участке должны выполняться, как правило, все или большинство операций. При этой форме специализации оборудование располагается по ходу технологического процесса. Задача проектанта – выбрать и обосновать тип производства в проектируемом цехе (участке), метод организации и форму специализации.

 

IV. Нормативно-календарные расчеты в производстве

4.1. Нормативно-календарные расчеты для серийного производства включают определение: размера партии, периодичности запуска партии деталей в производство (ритма); длительности производственного цикла, нормальной величины заделов.

Расчеты выполняются по формулам, приведенным в табл. 3.

 

 

Таблица 3[1]

№ п/п Наименование и размерность показателя Формула для расчета Примечание
              4.1   Минимальный размер партии (nmin), шт.   Периодичность запуска партии деталей (R), дн.     Откорректированный размер партии (nо), шт.   Длительность производственного цикла (Тц), дн.   Технологический цикл (Ттех) по видам движения, дн. а) последовательный     б) параллельный   в) параллельно-последова-тельный nmin=tпз/tштa *     R=nmin/Nсут   no=R×Nсут   Ттех.пос=no 0,02<d<0,12 (крупно-серийное, серийное, мелкосерийное   R округляется до значения, кратного целому числу м-цев или долям м-ца (напр., 3м, 2м, м, (1/3)м, (1/2)м)   Кп=Dк/Dр     Длительность технологического цикла может быть определена также путем построения цикловых графиков     Значения определяются при попарном сравнении смежных операций
4.2       5.1. 5.2. Длительность межоперационных перерывов (Тмо), час.   Нормальная величина заделов (Zo), шт. Цикловой задел (Zц), шт. Межцеховой складской задел (Zскл), шт. Тмо=(m-1)tмо tмо=0,39Кзо+4,7 (при m=2...4) tмо=0,45Кзо+0,04(при m=5..15)   Zo=Zц+Zскл   Zц=ТцNсут Zскл=d×Nсут.п + no/2 (Zскл=Zоб+Zстр) tмо округляется до значения кратного продолжительности рабочей смены ((1/2)смены, смена, 2 смены ....)   При условии равномерного расходования
*) Величины tпз и tшт выбирают по ведущей операции или по операции с (tпз/tшт)max .

Обозначения в формулах: tпз – подготовительно-заключительное время на операцию, час.; a - коэффициент допустимых потерь времени на переналадку; Nсут – среднесуточный выпуск детали, шт.; Кп – коэффициент перевода рабочих дней (Dр) в календарные (Dк); Тест – длительность естественных процессов, дн.; р – размер транспортной партии, шт.; tшк.max – штучное калькуляционное время самой продолжительной операции, час.; tшк.кор – штучное калькуляционное время короткой по продолжительности операции, час.; Zоб – межцеховой оборотный задел, шт.; Zстр – межцеховой страховой задел; Nсут.п – суточное потребление изделий последующим цехом; d – число календарных дней с начала месяца до дня поступления очередной партии деталей.

4.2. Нормативно-календарные расчеты в массовом производстве включают определение: такта (ритма) поточной линии, внутрилинейных и межлинейных заделов. Расчеты производятся по формулам, приведенным в табл. 4.

 

Таблица 4[1]

№ п/п Наименование и размерность показателя Формула для расчета Примечание
    Средний такт (rср), мин.   Ритм (R)   rср=Фэфh/Nтип   R=prср    
3.1.   3.2.   3.3.   3.4.   3.5.     3.6. Заделы: Технологический (Zтех), шт.     Транспортный (Zтр), шт.   Оборотный (Zоб), шт. (для прерывно-поточных линий)   Страховой (резервный) (Zстр), шт.     Цикловой (Zц), шт.     Общий (Zо), шт.       Внутрилинейные Межлинейные Zстр.м<0,5Nсм     Zц.в.=Zтех+Zтр+Zоб+Zстр – вн.лин. Zц.м.=Zтр.м.+Zоб.м.+Zстр.м.–меж.лин.   Zо=Zцв+Zцм     Величины Zоб.i определяются для каждой пары смежных операций, затем суммируются. со знаком минус (-) на начало смены или со знаком плюс (+) на конец смены.

Обозначения в формулах: h - коэффициент, учитывающий потери времени на регламентированные перерывы в работе поточной линии; р – размер транспортной партии, шт.; Т – период совместной работы неизменного числа станков на смежных операциях, мин. (i – предыдущая, (i+1) – последующая); tпер – время перебоя на операции, мин.; m¢ - количество страхуемых операций.

 

V. Расчет потребного количества оборудования и площадей

5.1. В серийном производстве потребное количество оборудования для каждой операции по видам (токарное, фрезерное и др.) определяется исходя из трудоемкости годовой программы этой операции по формуле:

(5.1.1)

где Nз – годовая программа;

- штучно-калькуляционное время i-ой операции, мин.;

Фэф – эффективный фонд времени работы оборудования, час;

Квн – коэффициент выполнения норм ( Квн =1,1¸1,15);

fi – количество рабочих, занятых одновременно на i-ом рабочем месте.

 

5.2. В массовом производстве количество оборудования на однопредметной поточной линии определяется для каждой технологической операции исходя из значения штучного времени (tшт), среднего такта (rср) и среднего коэффициента выполнения норм (Квн) по формуле:

(5.2.1)

Принятое количество оборудования спрi , определяется путем округления значения срi рассчитанного по формулам (5.1.1) и (5.2.1). При значении срi превышающем целое число на 0,1 и ниже округление проводится в меньшую сторону.

На основе выполненных расчетов по определению потребного количества оборудования делается планировка участка (цеха) (только при дипломном проектировании) в соответствии с принятой формой специализации.

5.3. Определение коэффициентов загрузки оборудования.

Коэффициент загрузки оборудования по отдельным его видам, в среднем по участку и по цеху определяется по формуле

, (5.3.1)

где ср – расчетное количество оборудования;

спр – принятое количество оборудования.

5.4. Расчет площадей [5, 10]

Все площади по функциональному назначению классифицируются на:

- производственные;

- вспомогательные;

- площади проездов;

- площади конторских помещений;

- площади бытовых помещений.

Производственной называется площадь, занятая оборудованием, рабочей зоной вокруг оборудования, второстепенными проходами и проездами между станками, невыделенными конторскими помещениями (рабочее место мастера и распределителя).

К вспомогательной площади цеха относятся:

- площади мастерских по ремонту оборудования, ремонту технологической оснастки, заточные;

- площади складских помещений.

Методы расчета площадей каждого вида различны.

При укрупненном расчете:

- производственные площади определяются по нормативам удельной площади на единицу оборудования по формуле:

Sпр=Sуд åспр , (5.4.1)

где åспр – принятое количество единиц оборудования на участке, в цехе;

Sуд – удельная площадь на единицу оборудования (рабочее место):

- для мелких станков 7 – 10 м2,

- для средних станков 10 – 20 м2,

- для крупных станков 20 – 60 м2,

- на единицу рабочего места 5 – 7 м2.

Производственную площадь, приходящуюся на единицу оборудования, можно определить и по формуле:

S=S*Kf , (5.4.2)

где S* - площадь единицы оборудования по габаритам (длина х ширина оборудования), м2;

Kf – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь (рабочая зона вокруг оборудования, второстепенных проходов и проездов между станками).

Коэффициенты, учитывающие дополнительную площадь (Кf) для металлорежущего оборудования [10] .

 

Таблица 5 [10]

Площадь станка по габаритам (длина х ширина), м2 до 2,5   2,5-5   6-9   10-14   15-20   21-40   41-75 свыше 75
Коэффициент, учитывающий дополнительную площадь   5,0   4,5   4,0   3,5   3,0   2,5   2,0   1,5

 

В этом случае, производственная площадь участка определяется суммированием производственных площадей, приходящихся на единицу оборудования

, (5.4.3)

где сi – количество единиц оборудования на технологическую операцию,

m – количество технологических операций.

 

- вспомогательная площадь и площадь проездов (основная) рассчитываются в процентах от производственной площади:

Sвсп=SпрКвсп , (5.4.4)

где Квсп – процент всей вспомогательной площади и проездов (основных) от производственной.

- площади конторских и бытовых помещений рассчитываются по укрупненным нормам в м2 (Sуд) на одного производственного рабочего (Чпр) по формуле: Sкон.i быт.=SудЧпр.раб. (5.4.5)

При выполнении курсовой работы допускается процент всей вспомогательной площади, проездов и площади конторских и бытовых помещений принять равным:

- в механических и сборочных цехах и участках - 25% ,

- в цехах с кондиционированным воздухом - 40 – 50 %.

Общая площадь участка (цеха) Sуч= 1,25Sпр (1,4¸1,5 Sпр)

Данные расчетов по пунктам 5.1. (5.2.), 5.3. и 5.4. по участку (цеху) сводятся в табл.1.

Находим коэффициент перевода показателей по участку на цех:

(при округлении соответствует количеству участков в цехе)

 

VI. Расчет численности работающих

Численность работающих рассчитывается по категориям (рабочие основного и вспомогательного производства, ИТР, служащие и МОП) как по участку так и по цеху (по цеху только, если заданием на курсовую работу и дипломный проект предусмотрено проектирование цеха) в целом в такой последовательности:

6.1. Расчет численности рабочих основного производства

Численность рабочих основного производства участка (цеха) определяется путем деления трудоемкости (Тгод), планируемого полного объема работ участка (цеха) в нормочасах на действительный (расчетный) фонд времени рабочего (ФД) и коэффициент, учитывающий планируемый процент выполнения норм (Квн):

, человек (6.1.1)

Расчеты производятся раздельно по рабочим сдельщикам и повременщикам. Численность рабочих сдельщиков определяется раздельно: рабочих, работающих на универсальном оборудовании и рабочих, работающих на станках автоматах и станках с ЧПУ, т.е. без учета и с учетом многостаночного обслуживания.

При определении численности рабочих с учетом многостаночного обслуживания станков с ЧПУ численность рабочих определяется по формуле

, (6.1.2)

где КОД – коэффициент, учитывающий многостаночное обслуживание станков с ЧПУ.

При обслуживании 2-х станков КОД =1,4.

При обслуживании 3-х станков КОД =2,1.

Квн – коэффициент, учитывающий выполнение норм. При обслуживании станков с ЧПУ Квн=1.

6.2. Расчет численности прочих категорий работающих (рабочих вспомогательного производства, ИТР, служащих и МОП)

Численность прочих категорий работающих можно определить одним из двух методов: укрупненным и точным.

При укрупненном расчете численность каждой категории работающих определяется в процентах от числа производственных рабочих с дифференциацией по цехам по специальным нормативам, приведенным в табл. 6 [2].

 

Нормативы численности рабочих вспомогательного производства, ИТР, служащих и МОП [2].

Таблица 6

  Цехи Рабочих вспомогательного производства в % к числу рабочих основного производства ИТР служащие МОП
% к числу всех работающих
Механические – для типа производства: крупносерийного серийного мелкосерийного   Сборочные     60-70 40-50 25-35   20-40   8-12     7-8   2-4     2-4   1,5-3,0     2-3

 

Укрупненные расчеты производятся при выполнении курсовой работы.

6.2.а) Расчет численности рабочих вспомогательного производства, занятых на нормируемых работах (рабочих инструментальных, ремонтных цехов (участков)) аналогичен определению численности рабочих основного производства.

На ненормируемых работах численность рабочих вспомогательного производства определяется по нормам обслуживания дифференцированно по каждой профессии (таблица 7) [1,2].

При укрупненных расчетах состав и численность рабочих вспомогательного производства в механических и механосборочных цехах могут быть определены в зависимости от численности производственных рабочих (рабочих основного производства цеха) (табл. 7) [2].

6.2.б) численность ИТР, служащих и МОП устанавливается на основании схемы управления цехом и соответствующего ей штатного расписания, разработанного по нормативам численности (табл.8). Тарифные разряды и тарифные коэффициенты устанавливаются по единым квалификационным требованиям и единой тарифной сетке (табл.9) [4,7], (табл.12) [6].

 

Таблица 7

  Профессия Измеритель нормы обслуживания Норма обслуживания одним рабочим при 2-х сменной работе Величина измерителя нормы обслуживания Принятое количество рабочих
  Всего в т.ч. по разрядам
Наладчики оборудования: автоматов: одношпиндельных многошпиндельных полуавтоматов: одношпиндельных многошпиндельных обрабатывающих центров станков с ЧПУ токарных фрезерных сверлильных прочих станков   слесари по текущему обслуживанию оборудования станочники по ремонту оборудования слесари по ремонту технологической оснастки станочники по ремонту технологической оснастки кладовщики материальной и промежуточной кладовой кладовщики инструментально-раздаточных кладовых электромонтер шорники, смазчики подготовители-распредели- тели, транспортные рабочие     уборщики   Количество единиц оборудования     Количество единиц рем. сложн.(ЕРС)   Количество рабочих основного производства   - " -     сменность ЕРС Количество рабочих основного производства Площадь цеха, м2 при весе стружки и отходов: до 3 кг на1м2 до 2 кг на1м2 тип произ-ва сер. кр.сер. 6 8 - 4   10 12 - 6 4 5 сер. м.сер 8 6 10 7 14 12 20 18               30 – 35                          

Нормативы численности ИТР и служащих производственных цехов [4]

Таблица 8

Функция и должность Структурное подразделение Численность основных рабочих
Цех I групп 125 – 200 Цех II групп 201 – 500 Цех III групп 501 и более
I. Линейное руководство 1. Начальник цеха 2. Заместитель нач. цеха по технологической подготовке производства 3. Заместитель нач. цеха по производству   4. Начальник участка 5. Старший мастер (не менее 2-3 мастеров) 6. Мастер (15-35 рабочих) II. Технологическая подготовка производства 1. Начальник бюро   2. Старший инж.-технолог 3. Инженеры-технологи I,II,III категории 4. Инженер по инструменту 5. Техник-технолог III. Оперативное управление производством 1. Начальник ПДБ 2. Старший диспетчер 3. Диспетчер 4. Техник-диспетчер IV. Технико-экономическое планирование 1. Начальник ПЭБ 2. Старший экономист 3. Экономист V. Организация труда и заработной платы 1. Начальник БТЗ 2. Старший нормировщик 3. Нормировщик 4. Инженер по НОТиУ     Вводится когда работающих не менее 350 чел. Когда рабочих 200 и более чел.   Технологическое бюро При численности более 5 чел.   Специалисты   Производств.-диспетчерское бюро (ПДБ) при численности рабочих 200 и более   Планово-эконом. бюро (ПЭБ) при численности рабочих 501 и более   Бюро труда и заработной платы (БТЗ) при численности рабочих 200 и более   –     0 – 1     -   3 – 5     0 – 1   3 – 4   0 – 1     0 – 1 -     - -     - 0 – 1 0 – 1           от наличия 2 – 3   4 – 10       4 – 8       1 – 3 0 – 1     - 0 – 1     0 – 1 0 – 1           участков 3 – 4   9 – 13       1 – 2 8 – 10   1 – 2     3 – 4         1 – 2
VI. Ремонтно-механическое и ремонтно-энергетическое обслуживание 1. Механик 2. Энергетик VII. Хозяйственное и транспортное обслуживание     -     -