Понятие об изделии, производственном и технологических процессах

Изделие – предмет производства, подлежащий изготовлению на предприятии. Изделия делятся на две группы:
а) не специфицированные – не имеющие составных частей (детали).
б) специфицированные – состоящие из двух и более составных частей (сборочные единицы, комплексы, комплекты).

Деталь – изделие, изготовленное из однородного материала без применения сборочных операций.

Сборочная единица – изделие, составные части которого подлежат соединению между собой (свинчивание, сварка, клёпка, пайка, склеивание и т.д.).

Комплекс – два или более специфицированных изделия, не соединённых на предприятии-изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (бурильная установка, цех-автомат и т.д.).

Комплект – набор изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (комплект инструмента, комплекты запасных частей и т.д.).

Производственный процесс – совокупность взаимосвязанных действий, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовые изделия, соответствующие своему служебному назначению. Он охватывает: подготовку средств производства; обслуживание рабочих мест, все стадии изготовления изделия; сборку; внутризаводскую транспортировку, технический контроль; складские операции; упаковку и др.

Технологический процесс – часть производственного процесса, непосредственно связанная с последовательным изменением состояния объекта. Различают технологические процессы выполнения заготовок, термической обработки, механической обработки, сборки. В технологических процессах заготовительного характера происходит превращение исходного материала в заготовки деталей машин заданных размеров и конфигурации путём литья, резки проката, обработки давлением. Могут быть и комбинированные методы. В процессе термообработки происходят структурные превращения, изменяющие свойства материала детали. Под технологическим процессам механической обработки понимают изменения заготовки до изделия. Технологический процесс
сборки – последовательное соединение элементов изделия в узлы (узловая сборка) и последующая сборка узлов и деталей в изделие (общая сборка).

Технологический процесс выполняется на рабочем месте.
Рабочее место – участок производственной площади, оборудованный в соответствии с выполняемой на нём работой. Технологический прогресс расчленяется на операции.

Операция – законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, одним или группой исполнителей непрерывно (до перехода к следующей заготовке).
Пример: сверление плюс растачивание на одном токарно-винторезном станке разными инструментами – одна операция. Растачивание на токарно-винторезном, а сверление – на сверлильном – две операции.

Технологическая операция содержит нижеприведённые элементы.
Установ – часть технологической операции, выполняемая при неизмененном закреплении обрабатываемых заготовок или собираемой сборочной единицы (рис. 1).

Рис. 1. Фрезерование торцов:
а – обработка торцов вала за два установа;
б – обработка торцов вала за один установ

При обработке заготовка может изменять положение относительно узлов станка при помощи поворотных устройств (делительных головок и т.д.), т.е. занимать различные позиции.

Позиция – фиксированное положение, занимаемое закреплённой заготовкой или собираемым узлом относительно инструмента или неподвижной части оборудования при выполнении определённой части операции.
Пример: При обработке на револьверном станке каждое новое положение револьверной головки с инструментом считается позицией.

Технологический переход – законченная часть технологической операции, характеризуемая постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединяемых при сборке, и постоянством режима работы.

Рис. 2. Обработка цилиндрических поверхностей вала за один переход

Пример: Последовательное точение резцом сначала одной ступени вала, а потом другой будет состоять из двух переходов, а если выполнять обточку этих ступеней одновременно двумя резцами, то это будет обтачивание за один переход (рис. 2). Черновая и чистовая обработка также производится в два перехода, так как меняются режимы резания (подачи, скорость шпинделя, глубина резания).

Вспомогательный переход – законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и оборудования, которые не сопровождаются изменением формы, размеров и шероховатости поверхностей.
Пример: установка и снятие заготовки, замена инструмента, его установка, контрольный промер и т.д.

Переход состоит из рабочих и вспомогательных ходов.
Рабочий ход – законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки и сопровождаемая изменением размеров, шероховатости или свойств заготовки.
Вспомогательный ход – законченная часть перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, не сопровождаемая изменением формы, размеров, шероховатости или свойств заготовки, но необходимая для выполнения рабочего хода, например: перемещение суппорта токарного станка в исходное положение после выполнения обточки (то же для строгального станка).

Техническая и технологическая подготовка производства

Техническая подготовка производства включает:

  • конструкторскую подготовку;
  • технологическую подготовку;
  • календарное планирование производственного процесса.

Конструкторская подготовка обеспечивает разработку конструкции изделий с созданием сборочных чертежей изделий, чертежей сборочных единиц и деталей, запускаемых в производство, с оформлением необходимой конструкторской документации. Предусматривается повышение уровня нормализации и стандартизации элементов изделия, улучшение технологичности конструкции, максимальное обеспечение преемственности и взаимозаменяемости агрегатов и узлов старой и новой моделей.

Технологическая подготовка обеспечивает технологическую готовность предприятия к выпуску изделий заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах.

Календарное планирование обеспечивает изготовление изделия в установленные сроки, в необходимых объемах выпуска и затратах.

Комплекс работ по технологической подготовке производства (ТПП) регламентируется ГОСТ Р 50995.3.1-96 «Технологическое обеспечение создания продукции. Технологическая подготовка производства».

ТПП при технологическом обеспечении взаимосвязано со стадиями жизненного цикла продукции, включающего четыре этапа:

1 этап. Выведение на рынок. Характеризуется медленным ростом сбыта и минимальными прибылями.

2 этап. Рост. Характеризуется быстрым ростом сбыта и увеличением прибыли. На этом этапе предприятия стремятся усовершенствовать изделия.

3 этап. Зрелость. В начале данного этапа — рост сбыта, в конце — замедление роста сбыта, прибыли стабилизируются.

4 этап. Упадок. Сбыт и прибыль сокращаются вплоть до убытков. Задача предприятия состоит в выявлении «стареющих» изделий и принятии решения о продолжении выпуска или о снятии его с производства.

После принятия изделия к производству разрабатывается график подготовки производства и выпуска изделия с привлечением всех служб предприятий, имеющих к этому отношение.


При разработке графика подготовки производства ведется взаимосвязанная работа подразделений в значительной мере параллельно с целью сокращения сроков. Оперативно вносятся необходимые изменения в конструкцию и технологию изготовления изделия. Отдельные подразделения в соответствии с
общим графиком разрабатывают свои графики конкретных действий, которые включаются в общесетевой график. Для составления и контроля графиков используется вычислительная техника.

Технологическая подготовка производства

ТПП включает:

  • проработку конструкции изделия на технологичность с при влечением службы маркетинга;
  • технологическое сопровождение разработки конструкции изделия;
  • проектирование технологических процессов сборки и изготовления деталей; при этом разрабатываются технические задания на проектирование специальной оснастки, средств механизации и автоматизации и др.;
  • проектирование и изготовление требуемой технологической оснастки;
  • приобретение недостающего и модернизацию существующего оборудования;
  • приобретение инструмента и других необходимых средств и материалов для выполнения технологических процессов (ТП);
  • технологическое сопровождение изготовления изделия;
  • внедрение и отладку запроектированных ТП.

ТПП предопределяет технический уровень производства, качественный уровень выпускаемой продукции, темпы развития производства. Ее трудоемкость от общего объема технической подготовки составляет 30…40 % — для мелкосерийного, 40…50 % — для серийного и 50…60 % — для массового производств.

Мероприятия, обеспечивающие высокую эффективность ТПП предусматривают применение прогрессивных ТП, стандартизованного технологического оборудования и технологической оснастки, средств автоматизации и механизации инженерно-технических и управленческих работ.

Сертификация продукции – это действие, удостоверяющее посредством сертификата, что изделие отвечает требованиям определенных стандартов или технических условий. Сертификация может быть обязательной и факультативной. Обязательной сертификации подлежит продукция, к которой
предъявляются требования по безопасности и экологической совместимости. Сертификация продукции по эксплуатационным свойствам проводится по требованию потребителей или желанию производителя в коммерческих целях.

Сертификация системы качества предприятия изготовителя — это процедура установления ее соответствия
требованиям международных стандартов ISO серии 9000, а также подтверждения возможностей предприятия выпускать продукцию стабильного качества в соответствии с установленными показателями.


Типы производства

В зависимости от потребностей экономики различные машины изготавливают в разных количествах, определяемых объемом и программой выпуска.

Объем выпуска характеризует количество машин, деталей, заготовок, подлежащих выпуску в течение планируемого периода времени (год, квартал, месяц). Понятие «объем выпуска» используют при проектировании предприятия, цеха, технологического
процесса и т.п.

Общее число машин, их деталей или заготовок, подлежащих изготовлению по неизменяемым чертежам, называют серией. Размер серии во многом зависит от совершенства конструкции машины и степени соответствия ее запросам потребителей. Переход к новой конструкции машины данного типа связан с изменением ее чертежей и номера серии.

При серийном производстве заготовки на обработку подают партиями, так как это резко снижает затраты на изготовление деталей.

Партией принято называть определенное число заготовок или изделий одного наименования и типоразмера, одновременно или непрерывно поступающих для обработки или изготовления на одно рабочее место в течение определенного времени.

Число деталей в партии определяется в основном программой выпуска и числом дней, на которые экономически целесообразно создавать запас (задел) готовых деталей. Число заготовок в партии рассчитывают по следующей формуле:

где М — годовая программа выпуска изделий (или деталей); f — число рабочих дней, на которые разрешено иметь незавершенное производство; Д — число рабочих дней в году при двух выходных днях в неделю (254).

В зависимости от количества выпускаемых изделий и их размеров по типу организации работы производственного участка (или цеха) различают три вида производства:

  • единичное;
  • серийное;
  • массовое.

Под единичным производством понимают изготовление машин, деталей или заготовок, характеризуемое малым объемом выпуска. При этом считают, что выпуск таких же машин, деталей или заготовок не повторится по неизменяемым чертежам. Продукция единичного производства — машины, не имеющие широкого применения (опытные образцы машин, тяжелые прессы, крупные гидротурбины, уникальные металлорежущие станки и т.п).

Под серийным производством понимают периодическое изготовление машин, их деталей или заготовок повторяющимися партиями по неизменяемым чертежам в течение продолжительного промежутка календарного времени. Производство изделий осуществляется партиями, при этом возможна партия из одного изделия. В зависимости от объема выпуска этот тип производства подразделяют на мелко-, средне- и крупносерийное. Примерами продукции серийного производства могут служить металлорежущие станки, компрессоры, судовые дизели и другие изделия, выпускаемые периодически повторяющимися партиями.

Пол массовым производством понимается непрерывное изготовление машин, деталей или заготовок в больших объемах по неизменяемым чертежам продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна и та же операция. Для массового производства характерны узкая номенклатура и большой объем выпуска изделий. Продукцией массового производства являются тракторы, автомобили, электродвигатели, холодильники, швейные машины, телевизоры и т.п.

Отнесение производства к тому или иному типу определяется не только объемом выпуска, но и особенностями самих изделий. Например, изготовление опытных образцов наручных часов в количестве нескольких тысяч штук будет представлять единичное
производство, поскольку повторное изготовление этих же часов, не предполагается. В то же время изготовление тяжелых прессов при объеме выпуска менее одной штуки в год можно считать серийным производством, если их выпуск по неизменяемым чертежам будет повторяться.

Об условности подразделения производства на три типа свидетельствует и то, что обычно на одном и том же предприятии или в одном и том же цехе одни изделия изготавливают единицами, другие — периодически повторяющимися партиями, третьи — непрерывно. Следовательно, на одном и том же предприятии (в цехе)
могут быть совмещены три типа производства. Поэтому отнесение производства предприятия или цеха к одному из типов обыч но осуществляется по преобладающему типу производства.

В тех случаях, когда нет информации о технической норме времени на изготовление изделия (или техническое нормирование еще не производилось) тип производства можно определить предварительно, используя классификацию деталей по их массе и габаритным размерам.

Одним из показателей, оказывающих влияние на весь производственный процесс изготовления изделия, является технологичность конструкций этого изделия в целом и его деталей в отдельности.

Под технологичностью конструкции понимают совокупность свойств изделия, обеспечивающих его изготовление, ремонт и техническое обслуживание по наиболее экономически эффективной технологии по сравнению с существующими аналогами.

Оценка технологичности конструкции машины в целом и каждой ее детали в отдельности может быть как качественной, так и количественной.

Для количественной оценки технологичности конкретной детали (или машины в целом) используют:

  • коэффициент использования материала, показывающий, какая доля от массы материала заготовки уходит в стружку при обработке;
  • коэффициент, показывающий отношение себестоимости конкретной операции (или изделия в целом) данного технологического проекта к себестоимости соответствующей операции на родственном предприятии;
  • коэффициент, показывающий соотношение трудоемкости выполнения конкретной операции (или изготовления изделия в целом) данного технологического проекта
    к трудоемкости соответствующей операции на более передовом аналогичном предприятии;
  • коэффициент, отражающий использование в процессе изготовления данной машины типовых технологических процессов и типовых технологических операций.

Кроме того, при оценке технологичности проводят анализ использования стандартного режущего инструмента, универсальных станочных приспособлений и универсальных измерительных средств.

Виды производственных процессов

Производственные процессы подразделяют на два вида: поточ­ные и непоточные.

Основными свойствами поточного производства являются его непрерывность и равномерность. В поточном производстве заго­товка по завершении первой операции без задержки передается на вторую операцию, затем — на третью и т.д., а изготовленная деталь сразу же подается на сборку. Таким образом, изготовление деталей и сборка изделий находятся в постоянном движении, при­чем скорость этого движения подчинена такту выпуска.

При непоточном виде организации производственного про­цесса движение заготовок, деталей на разных стадиях изготовле­ния прерывается их отправкой на рабочие места или промежуточ­ные склады. Сборку изделий начинают лишь при наличии на скла­дах полных комплектов деталей. В непоточном производстве отсутствует такт выпуска, а производственный процесс регулиру­ется графиком, составленным с учетом плановых сроков и трудо­емкости изготовления изделий.

Каждый из видов организации производственных процессов имеет свою область применения. Так, поточный вид организации производственного процесса присущ массовому производству, не­шуточный — единичному и мелкосерийному производству. Принципы поточного вида организации процессов часто ис­пользуют в крупносерийном производстве при изготовлении за­готовок, деталей и машин, близких по своему служебному назна­чению. Производство близких по служебному назначению машин позволяет объединять изделия в группы и вести их изготовление поточными методами с переналадкой оборудования при переходе от изделия одного наименования к изделию другого наименова­ния и переменным тактом выпуска. Такой вид организации произ­водственного процесса получил название переменно-поточного.