Забезпечення виробництва технологічним оснащенням

Виготовлення продукції або надання послуг потребує використання певного інструменту, оснащення, пристроїв, які визначені технологією виготовлення виробів. На підприємствах, де виробляють складну і трудомістку продукцію, номенклатура інструменту, що застосовується, досягає десятків тисяч найменувань. Для забезпечення виробництва необхідними компо­нентами на підприємствах створюються інструментальні господарства.

Інструментальне господарство підприємства — це сукупність внутрішньозаводських і цехових підрозділів, що зайняті придбанням, виготовленням, ремонтом і відновленням інструменту та технологічного оснащення, їх обліком, збереженням і видаванням у цехи та на робочі місця.

Поняття технологічного оснащення (інструменту) поширюється на всі види різального (різці, фрези, свердла, шліфувальні круги, протяжки, зубила і т. д.), вимірюваль­ного (скоби, пробки, штангенциркулі, мікрометри тощо) та слюсарно-складального (ключі, викрутки, молотки і под.) інструменту, а також на штампи, прес-форми та інші пристрої, що сприяють безпосередньому виготовленню продукції.

Інструментальне господарство є одним з найважливіших елементів системи технічного обслуговування виробництва. Від його правильної організації значною мірою залежать успіх роботи всього підприємства, якість продукції, ритмічність і рентабельність виробництва. Так, витрати, що пов’язані зі зношуванням, заточенням, ремонтом і відновленням інструменту, коли­ваються в межах 8—15 % від собівартості продукції; запас їх становить до 30—40 % від загальної суми виробничих оборот­них фондів. Витрати на технологічне оснащення в масовому виробництві досягають 25—30 % вартості обладнання, у великосерійному — 10—15 %, у дрібносерійному й одиничному — близько 5 %.

Основними завданнями інструментального господарства підприємства, незалежно від особливостей виробництва, є: визначення потреби в інструменті; планування придбання (виготовлення) оснащення; організація власного виробництва інструментів нових прогресивних конструкцій; своєчасне і безперебійне оснащування виробничого процесу (цехів, робочих місць), підготовка до виробництва нових виробів; підвищення якості інструменту й організація раціональної його експлуатації; ремонт і відновлення інструменту; організація обліку і збереження; аналіз ефективного використання інструменту.

Організаційно-виробнича структура інструментального господарства залежать від типу і масштабу виробництва, номенклатури, складності інструменту і загальної кількості працюючих (рис. 8.1). На великих машинобудівних підприємствах може бути кілька інструментальних цехів різних видів залежно від частки калібрувально-заготівельних, ливарних, ковальських, механічних і складальних цехів. Заточувальні та відновлювальні дільниці організуються тільки у великих цехах, в інших випадках вони входять до складу інструментального цеху.

До складу інструментального господарства великих і середніх підприємств входять інструментальний відділ (ІНВ), цент­ральний інструментальний склад (ЦІС), цехові інструментально-роздавальні комори (ІРК), дільниці складання пристроїв (ДСП), дільниця централізованого заточування різального інструменту (ЦЗІ), дільниця ремонту та відновлення інструменту (ДРВІ).

Рис. 8.1. Узагальнена структура інструментального господарства

У складі ІНВ можуть створюватися: планово-економічне бюро, виробничо-диспетчерський відділ, бюро технічного нагляду, бюро нормативів, бюро покупного інструменту, конструкторсько-тех­нологічне бюро (прогресивної технології). Начальник інструментального відділу підпорядкований головному інженеру заводу. На невеликих заводах організується загальнозаводське бюро інструментального господарства (БІГ), яке підпорядковане безпосередньо головному інженеру або головному технологу.

Для підприємств із корпусною (блоковою) виробничою структурою організується спеціальне інструментальне виробництво (наприклад, інструментально-штампувальний корпус), до складу якого входять інструментальний і штампувальний цехи та всі підрозділи, що характерні для ІНВ.

Основні завдання діяльності ІНВ полягають у плануванні придбання, проектуванні, виготовленні та своєчасному забезпеченні підприємства стандартним і спеціальним інструментом.

Форми організаціїінструментального господарства на підприємствах можуть бути різноманітними: централізована, децентралізована та змішана.

Централізована передбачаєстворення інструментального відділу (ІНВ) підприємства, до складу якого входять інструментальні цехи, дільниці, відділення і склади, які самостійно своїми засобами забезпечують усі підрозділи підприємства необхідним інструментом. На дрібних підприємствах така централізація реалізується через групи інструментального забезпечення або окремих виконавців. У разі децентралізації кожний цех підприємства самостійно забезпечує своє виробництво необхідним інструментом.

При змішаній формі організації відбувається перерозподіл робіт між підрозділами інструментального госпо­дарства: виготовлення, ремонт і відновлення спеціального інструменту загального користування здійснює інструментальний цех (ІЦ), його зберігання і розподіл — центральний інструментальний склад (ЦІС), а ремонт і відновлення — цехи основного і допоміжного виробництв.

Класифікація та індексація оснащення. Різноманіття інструменту зумовлює необхідність класифікації і цифрової системи умовних позначень — індексації, що є передумовою раціональної організації інструментального господарства — забезпечення обліку, зберігання і видачі оснащення, а також організації його виробництва й закупівлі в потрібній кількості.

Під класифікацією розуміється розподіл усіх інструментів, що застосовуються на підприємстві, на певні групи за найголовнішими ознаками: а) характером використання; б) місцем у виробничому процесі; в) призначенням.

За характером використання розрізняють:

· оснащення загального застосування — універсальний стандартизований інструмент для виконання груп операцій на різних підприємствах, параметри якого визначені ДСТУ й котрий виготовляється на спеціалізованих заводах;

· оснащення, яке призначене для виконання певних операцій або виготовлення конкретних деталей — спеціальний інструмент і спецоснащення (штампи, прес-форми тощо), що проектуються і виготовляються силами інструментальної служби самого підприємства.

За місцем використання у виробничому процесі розрізняють:

· інструмент першого порядку, що використовується для виготовлення основної продукції підприємства (в основному виробництві);

· інструмент другого порядку, що використовується для виготовлення інструменту першого порядку.

За призначенням все оснащення на підприємстві звичайно поділяється на таки підкласи: 1) різальний інструмент; 2) абразив­ний інструмент; 3) вимірювальний інструмент; 4) слюсарно-мон­тажний інструмент; 5) кувальний інструмент; 6) допоміжний інструмент; 7) штампи; 8) пристрої; 9) моделі, кокілі, прес-форми; 10) різний інструмент (десятинна система класифікації, що має від п’яти до семи ступенів).

Індексація інструменту передбачає його послідовний розподіл відповідно на класи, підкласи, групи, підгрупи, види і різновиди за десятинною системою. Клас характеризує вид обробки або метод одержання заготовки. Підклас відбиває характер операцій. Група — характер устаткування, на якому застосовується даний інструмент. Підгрупа вказує на окремі елементи операції; вид — на форму інструмента.

Кожному класу, підкласу, групі, підгрупі і виду присвоюється певне умовне позначення. Наприклад, індекс автоматного фасонного дискового різця зі швидкорізальної сталі діаметром 40 мм має такий вигляд: . Перша цифра в індексі означає клас (1) — інструмент різальний; друга — підклас (1) — різці; третя — група (4) — автоматні; четверта — підгрупа (5) — фасонні; п’ята (8) — дискові; інші цифри вказують для стандартного, універсального — порядкові номери в даному стандарті відповідно до розміру інструмента, а для спеціального — порядкові номери в реєстраційній документації.

Індексація за цією системою забезпечує повну характеристику інструменту, що класифікується. Така система дає змогу застосовувати автоматизований облік.

Організація роботи ЦІС та ІРК. Функції приймання, зберігання, обліку, видачі та регулювання постачання інструменту цехам підприємства, як показано на рис. 8.2, покладаються на центральний інструментальний склад (ЦІС), а в цехах — на інструментально-роздавальну комору (ІРК).

Основними завданнями ЦІС є: зберігання запасів стандартного, окремих видів спеціального інструменту, а також продукції інструментального і штампувального цехів; видача в установленому порядку інструменту цехам підприємства. Поповнення запасів ЦІС здійснюється за рахунок зовнішніх постачальників і продукції власного інструментального виробництва.

На кожний вид інструменту заповнюється картка і визначається певне місце (полиця, чарунка) для його зберігання. Раціональним розміщенням і зберіганням інструменту на складі забезпечуються чіткий облік, належні умови середовища та можли­вості швидкого пошуку, для чого використовуються шафи, стелажі (зокрема механізовані) із спеціальними чарунками, розміченими відповідно до індексації інструменту.

Основними функціями ІРК, яка розташовується звичайно в центрі приміщення цеху, є: отримання інструменту від ЦІС, його зберігання, облік, видання на робочі місця і приймання з робочих місць, відправлення до майстерні централізованого заточування та в ЦІС для ремонту і відновлення, списання зношеного інструменту для відправлення в утиль, планування та регулювання запасів оснащення в ІРК.

Порядок зберігання і обліку інструменту такий самий, як і в ЦІС. На спеціальному стелажі розміщуються інструменти для заточення, ремонту або перевірки, а також непридатні для роботи. У карто­теці зберігаються облікові карти з індексами інструментів.

ЦІС видає потрібні інструменти на замовлення ІРК цехів. На робочі місця ІРК видає інструменти в обмін на затуплені або зношені, що потім надходять відповідно для заточення або до ЦІС. Видавання та облік інструменту на робочих місцях і повернення в ІРК здійснюється залежно від його придатності, типу виробництва і прийнятої системи обслуговування.

Системи обслуговування робочих місць. Забезпечення робочих місць інструментом може бути активним і пасивним. При активній системі інструменти періодично доставляються на робочі місця робітниками ІРК; при пасивній — основний виробничий робітник самостійно одержує і здає інструмент у ІРК.

Різальний інструмент може замінюватися примусово через певні відрізки часу або залежно від ступеня його зносу (затуплення). У масовому виробництві доцільна активна система обслуговування з примусовою заміною інструменту. На потокових і автоматичних лініях вона здійснюється в такому порядку: доставка інструменту на робочі місця і повернення його для обміну провадяться тільки робітниками ІРК; на робочі місця подається тільки такий типорозмір інструменту, який передбачений технологічним процесом; інструмент передається наладчику, який обслуговує верстати і замінює інструмент, що затупився; примусово (запобіжно) інструмент замінюється через визначені періоди роботи або після обробки встановленої кількості деталей; складання і підналагодження інструменту провадиться поза верстатом; оборотний фонд інструменту створюється і підтримується на рівні, який забезпечує можливість примусової його заміни; на потокових і автоматичних лініях для забезпечення їх безперебійної роботи встановлюються спеціально обладнані шафи з необхідним запасом інструментів.

Рис. 8.2. Схема руху інструменту на підприємстві

В одиничному і дрібносерійному виробництвах застосовується марочна система обліку інструменту (різального, вимірювального, спеціальних пристроїв), що видається для тимчасового користування. Робітнику видається певна кількість марок-жетонів (звичайно до 10) з його табельним номером. Він одержує з ІРК необхідний інструмент в обмін на марку особисто або через допоміжного робітника.

У разі використання одномарочної системи марка, що прийнята від робітника, поміщається в чарунку стелажа ІРК. Завдяки чому в будь-який час можна визначити кількість інструменту, що перебуває на робочому місці, і робітника, якому він виданий. Якщо застосовується двомарочна система, на інструмент кожного типорозміру заводиться індексна інструментальна марка з позначкою індексу і розміру.

Крім того, в ІРК запроваджується контрольна дошка, де зазначено табельні номери робітників і вивішуються марки. Під час видачі робітнику інструменту індексна марка пересувається з чарунки, де зберігається даний інструмент, під табельний номер робітника. Марка з табельним номером вкладається у відповідну чарунку, як за одномарочної системи. Двомарочна система дає змогу встановити вид і кількість інструменту, отриманого кожним робітником. У всіх типах виробництва інструмент постійного користування видається робітнику з записом в інструментальну книжку.

Потреба підприємства в інструменті визначається на підставі: номенклатури інструменту, що використовується; технологічних витрат його за кожним з найменувань (типорозмірів); запасів або оборотного фонду на підприємстві в цілому і по цехах.

Номенклатура універсального (стандартного) інструменту встановлюється: за картами застосовності — у серійному і масовому виробництвах, за картами типового оснащення робочих місць — в одиничному і дрібносерійному виробництвах. Номенклатура спеціальних видів інструменту визначається за картами технологічних процесів.

Потреби підприємства в оснащенні розраховуються, виходячи з обсягу виробництва, номенклатури оснащення, яка визначена в технологічній документації, а також норм витрат.

Потреба підприємства в інструменті певного виду на плановий період часу розраховується за формулою:

;

де — кількість інструменту на плановий період, шт.;

— кількість інструменту, що витрачається за плановий період, шт.;

— оборотний фонд інструменту;

— норматив оборотного фонду інструменту на кінець планового періоду;

— фактична кількість інструмента на початок планового періоду.

Витрата інструменту розраховується за методами: статистичним; за нормами оснащення робочих місць; за нормами витрати (розрахунковий).

При статистичному методі фактична витрата інструменту за минулий період співвідноситься з певною величиною товарної (валової) продукції в грошовому виразі або на 1000 год роботи устаткування тієї групи, на якій використовується відповідний інструмент.

Витрата різального інструменту певного типорозміру на програму виробництва визначається за нормами витрати і кількістю деталей, що обробляються, за формулами:

У великосерійному і масовому виробництві

де N_д — кількість деталей, що обробляються даним інструментом;

Н_р — норма витрати різального інструменту на 100, 1000, 10 000 деталей;

N — кількість деталей, на яку визначена норма витрати;

у дрібносерійному і одиничному виробництвах:

де t_p — час роботи устаткування, який витрачається на обробку даної групи деталей, год;

H_p — норма витрати різального інструменту на 100, 1000 год роботи устаткування, шт.;

t_уст — час роботи устаткування, на яке розраховується норма витрати.

У серійному і масовому виробництвах норму витрати різального інструменту певного типорозміру (H_p) розраховують за формулою:

,

де N_д — кількість деталей, що обробляється даним інструментом за річною програмою, шт.;

t_м — машинний час на 1 деталь-операцію, хв;

n_н — кількість інструментів, що одночасно працюють на верстатах, шт.;

Т_зн — машинний час роботи інструменту до повного зносу (спрацювання), год;

К_вт — коефіцієнт випадкової втрати, зносу раніше строку експлуатації (береться К_вт = 0,05).

Машинний час роботи інструменту до повного зносу визначається за формулою:

,

де L — допустима загальна величина заточування робочої частини інструменту, мм;

l — середня величина шару поверхні ріжучої частини, що знімається під час кожного заточування, мм;

t_ст — стійкість інструменту, машинний час його роботи між двома переточуваннями, год.

Потреби в універсальному вимірювальному, слюсарно-монтажному інструменті визначаються дослідно-експерименталь­ним методом, виходячи зі середнього строку його служби, а в штампах і абразивному — аналогічно різальному інстру­менту.

Комплекс робіт з експлуатації технологічного оснащення передбачає: установлення норм витрат, оборотних фондів і норм запасу оснащення, що підлягає зберіганню в інструментальному господарстві; розроблення і видача лімітно-забиральних карт на осна­щення; розроблення інструкції з експлуатації оснащення; технічний нагляд; здійснення контролю за правилами експлуатації; складання графіків планово-запобіжного ремонту оснащення; організація ремонту і відновлення оснащення, централізованого заточування всіх видів різального інструменту; розроблення заходів щодо поліпшення методів експлуатації і підвищення його стійкості.

Оборотний фонд (І_о) установлюється на всі види, типи, розміри оснащення, що застосовується на підприємстві. Він складається з запасів у ЦІС і оборотних фондів цехів. До складу оборотного фонду входить: оснащення всіх робочих місць (І_р.м); придатне для роботи оснащення, яке перебуває в запасі (І_зап) в ЦІС та ІРК; оснащення, що ремонтується (І_рем) (відновлюється).

Цеховий оборотний фонд визначається за формулою:

Кількість інструментів, що перебувають на робочих місцях, у разі їх періодичного надходження визначається за формулою:

де РМ_пр — прийнята кількість робочих місць;

І_н — кількість інструментів, що одночасно застосовуються на одному робочому місці;

К_з.р — коефіцієнт страхового (резервного) запасу на кожному робочому місці (як правило, К_з.р = 1, а на багаторізцевих верстатах К_з.р = 2—4);

Т_м — період надходження інструменту до робочих місць, год;

Т_зм — період між заміною інструменту на верстаті, год.

Період заміни інструменту визначається за формулою:

,

де t_шт — штучний час на деталь-операцію, хв;

t_ст — стійкість інструменту, період машинного часу його роботи між двома перезаточуваннями, год;

t_м — машинний час на 1 деталь-операцію, хв.

Кількість інструменту, що перебуває в заточуванні, розраховується за формулою:

де Т_н-з — час від надходження інструменту з робочого місця в інструметально-роздавальну комору до повернення його з заточування, год (для простого інструменту Т_н-з = 8 год, а для складного — 16 год).

Кількість різальних інструментів, що перебувають у запасі в ІРК, визначається за формулою:

де N_д — середньодобові витрати інструментів за період між черговими надходженнями їх із ЦІС, шт.;

t_н — період між поставками інструменту з ЦІС в ІРК цеху (як правило, постачається двічі на місяць, t_н = 15 днів;

К_з.к — коефіцієнт резервного (страхового) запасу інструменту в ІРК цеху (береться К_з.к = 0,1).

Після визначення оборотних фондів інструменту в основних та допоміжних цехах розраховується оборотний фонд інструменту підприємства в цілому (І_об.з), який охоплює оборотний фонд цехів та запас інструменту в ЦІС :

.

Загальний запас інструменту в ЦІС та ІРК складається з перехідного (поточного, що витрачається) запасу (І_пт.з), резервного (страхового) запасу (І_min).

Мінімальний загальнозаводський оборотний фонд інструменту (І_{об.з min}) дорівнює сумі запасів інструменту на робочих місцях (SІ_р.м), у ремонті та заточуванні (SІ_рем), резервного (страхового) запасу в ІРК усіх цехів (SІ_{к min}) та ЦІС (SІ_{ЦІС min}).

.

Під час визначення максимального загальнозаводського оборотного фонду до мінімального оборотного фонду додається розмір партії поставки інструменту в ЦІС:

Середня величина загальнозаводського оборотного фонду інструменту дорівнює:

За місцем знаходження середня величина загальнозаводського оборотного фонду інструменту у виробничій практиці розподіляється таким чином:

+ + +
+ = 100 %.

Регулювання запасу інструменту в ЦІС. Потреба підприємства в інструменті покривається на 25—30 % за рахунок його поновлення або ремонту. Для постійної підтримки запасів інструменту в ЦІС на рівні, достатньому для безперебійного забезпечення роботи цехів, тобто не нижче мінімально допустимого рівня, застосовуються дві системи планування та регулювання запасів: «на замовлення» та «на склад».

Система «на замовлення» використовується коли потрібні невеликі кількості інструменту для випуску одиничних виробів або малої їх партії. Згідно з виявленою потребою в даному інструменті з деяким випередженням дається замовлення на його виготовлення або придбання.

Система «на склад» передбачає встановлення максимальної та мінімальної величини запасів інструменту в ЦІС за рахунок норми запасу, яка відповідає точці замовлення. Тому вона дістала назву — система «максимум-мінімум», сутність якої полягає в періодичному поданні замовлень на виготовлення або придбання оснащення (рис. 8.3).

Мінімальна норма запасу (І_min) — це страховий запас, який створюється за фактичними даними залежно від величини витрат інструменту на випадок затримок виконання замовлення на виготовлення інструменту або перевитрат його цехами.

де N_д — середньодобова витрата інструменту за період між черговими надходженнями;

Т_с.п —тривалість періоду термінового постачання (виготовлення) чергової партії оснащення, діб.

Максимальна норма запасу (І_max) запобігає створенню надлишкових запасів інструменту на складі і досягається в момент надходження замовлення:

,

де T_ц —час між двома надходженнями партій інструменту на склад (тривалість циклу), діб.

Рис. 8.3. Регулювання запасів інструменту
за системою «максимум-мінімум»

Максимальний перехідний (поточний) запас (І_пт) дорівнює розміру партії:

або .

Величина І_пт змінюється від максимального запасу з початку періоду між поставками до нуля наприкінці періоду.

Норма запасу відповідає точці І_т.з, при досягненні якої видається замовлення на виготовлення або придбання чергової партії інструменту.

де Т_п — період часу між моментом видачі замовлення і отриманням партії інструменту в ЦІС, дн.

Графічне відображення зміни запасів у ЦІС за системою «максимум-мінімум» показує, що в разі їх зниження до точки замовлення в інструментальний відділ подається замовлення. Поповнення запасів за такою схемою здійснюється в основному для універсального та спеціального оснащення, що витрачається у великій кількості. В інших випадках для поповнення запасів інструменту використовується система планування на пряме замов­лення.

На підставі розрахованої потреби підприємства в інструменті розробляється програма виготовлення його в інструментальному цеху і складаються замовлення на придбання зі сторони.

На підприємствах створюються централізовані спеціальні діль­ниці заточення інструменту, які розташовуються безпосередньо поблизу ІРК цеху, що полегшує і спрощує передавання інструмен­ту в переточування і наступне його приймання.

Інструмент підлягає ремонту в разі економічної доцільності. Ефективним засобом продовження терміну експлуатації інструменту є його відновлення з використанням більш тривких матеріалів.

Використання великої кількості типорозмірів інструменту на машинобудівних підприємствах зумовлює розмаїтість і трудомісткість планової й облікової роботи інструментального господарства. Тому сучасні підприємства постійно переоснащуються новими поколіннями ПЕОМ із стандартними програмами і розробленими силами спеціалістів.

Підсистема «Інструмент» АСУ підприємства використовує комбінований засіб автоматизації планових і облікових робіт на основі створених пакетів прикладних програм.

Ця система за допомогою стандартних, реалізованих в АСУ програмних засобів формує оптимальне для певної виробничої ситуації управлінське рішення. Вона автоматично настроюється на задані користувачем параметри й автоматично оцінює рішення, пропонує користувачу певний варіант або продовжує пошук оптимального варіанта.

Шляхи вдосконалювання інструментального господарства.На промислових підприємствах з метою підвищення якості продукції та зниження витрат на її виготовлення здійснюються заходи щодо: централізації і спеціалізації виробництва інструменту та стандартного технологічного оснащення; збільшення виробничих потужностей інструментального виробництва; стан­дартизації та уніфікації спеціального оснащення; розширення використання пристроїв: універсально-збірних (УЗП), універ­сально-налагоджувальних (УНП), збірних-розбірних (ЗРП), агре­гованих переналагоджувальних (АПП) і под.; упровадження прогресивних систем забезпечення робочих місць інструментом; розширення централізованого відновлення та ремонту інструменту й оснащення; автоматизації складських операцій ЦІС і ІРК на основі створення спеціалізованих складів інструменту та технологічного оснащення; удосконалення систем оперативно-виробничого планування та обліку інструментального господарства; розвитку форм контролю та технічного нагляду за станом інструменту й оснащення, дотриманням правил їх експ­луатації.