Состояние и перспективы развития машиностроительного завода с использованием новых технологий

Аннотация. Рассмотрена возможность развития машиностроительного завода с внедрением станков с числовым программным управлением. Проведён анализ производственной инфраструктуры цеха. Показан метод проведения технологического аудита на машиностроительных заводах на примере АО «Павлодарский машиностроительный завод».

В АО «Павлодарский машиностроительный завод» сохранилась практически до сего времени производственнаятехнология советскогопериода, высокфизическийиморальныйизноспроизводственного оборудования и как следствие этого высокая трудоемкость отдельных производственных процессов, значительная длительность производственного цикла изготовления продукции, наличие производительных и непроизводительных потерь, практически отсутствует возможность наращивания объемов производства, роста производительности труда, снижения энергоемкости продукции.

«Узким местом» для АО «Павлодарский машиностроительный завод» является механический цех, технологические процессы которого формируют более половины трудоемкости изготовления готовой продукции (грузоподъемного оборудования). Увеличение пропускной способности механического цеха позволит обеспечить полную загрузку других технологических переделов (других производственных цехов).

Доля станков с числовым програмным управлением составляет 7,6%. Большинство  применяемых в цехе универсальных металлорежущих станков устарели не только физически, но и морально. Средний возраст оборудования составляет более тридцати лет. При этом доля станков, имеющих срок работы более тридцати лет, превышает 40%.

Металлорежущие станки, находящиеся в таком состоянии не могут обеспечить требуемое качество ипроизводительностьприпланируемом увеличениивыпускаизделийзаводавдвараза. Всилузначительного износа и отсутствия текущих и капитальных ремонтов этого оборудования не обеспечивается технические характеристики, заложенные в паспортных данных самих станков.

Анализ программы выпуска крановой продукции и деталей, входящих в них, показал, что механический цех относится к серийному типу производства, которое характеризуется изготовлением деталей отдельными периодически повторяющимися партиями. С учетом повторяемости и количества деталей в этих партиях, а также намечаемой программы увеличения выпуска продукции на заводе, механический цех можно отнести к мелкосерийному подтипу производства.

В настоящее время технологический процесс изготовления деталей в цехе осуществляется следующим образом. Конструкторско-технологический отдел (КТО) формирует папки чертежей и сопроводительной документации по деталям, намечаемым к изготовлению, и передает их в производственно-диспетчерский отдел (ПДО), который передает документацию в механический цех в соответствии с план-графиком отгрузки крановой продукции. Мастер цеха изучает чертежи деталей, и на оборотной стороне составляет примерную последовательность обработки каждой детали. Затем чертеж передается на первую операцию механической обработки, затем на вторую и т.д. После каждой операции представители отдела технического контроля проверяют точность изготовления полуфабриката и дают разрешение на дальнейшую обработку.

В таком производстве изделий исключается возможность полной загрузки  оборудования  или даже отдельных его единиц на длительный промежуток времени изготовлением одного изделия. В таких случаях, для более полного использования оборудования, его делят на группы по признаку одинакового служебного назначения: например, на группу токарных, группу фрезерных станков и т. д. (технологическая специализация). Каждая группа одинакового оборудования устанавливается на отдельном участке цеха (групповая расстановка) и обычно организационно подчиняется мастеру. Этот принцип и реализован в механическом цехе.

Изготовляемые изделия, в зависимости от разработанного технологического процесса, проходят в определенной последовательности отдельные участки, на которых выполняются намеченные операции; при этом изделия небольших размеров и веса после выполнения каждой операции поступают в центральный или промежуточный склад для учета и хранения до выдачи на следующую операцию. В складах или на отдельных участках организуются контрольно-измерительные пункты отдела технического контроля для проверки изделий, прошедших тот или иной вид обработки (токарную, фрезерную, сверлильную). Изделия большого веса и габаритных размеров хранятся около станков или на специально отведенных подкрановых площадях. Изделия, прошедшие последнюю операцию и контроль, поступают на склад готовых изделий и  оттуда, после комплектации, выдаются на сборку.

При рассматриваемой форме организации производственного процесса, изготовляемые изделия со- вершают многократные и значительные по длине пути перемещения, требующие широкого применения транспортных средств, довольно сложного планирования, документации и учета.

Сложность планирования из-за большой номенклатуры изделий и малого количества их, различная станкоёмкость операций, необходимость значительных перемещений изделий приводят, в конечном итоге, к относительно невысоким технико-экономическим показателям производства. Применяемые маршрут- ные технологические процессы изготовления деталей формируются исходя из опыта мастера цеха. Аль- тернативные варианты иных технологических процессов, как правило, не рассматриваются. Какая-либо документация в виде маршрутных карт, типовых или групповых технологических процессов по обраба- тываемым деталям отсутствуют. Таким образом, на каждом рабочем месте, выбор основной и вспомо- гательной технологической оснастки, режущего и мерительного инструментов, режимов резания решает сам рабочий-станочник. Совокупное влияние мастера и каждого станочника на качество изготавливаемого изделия весьма существенно.

Конкурентоспособность АО «Павлодарский машиностроительный завод» сегодня и в будущем может быть обеспечена формированием конкурентных преимуществ, таких как:

  • производство современного грузоподъемного оборудования, конкурентоспособного с лучшими зарубежными аналогами по качеству и ценам;
  • учет и удовлетворение запросов каждого клиента;
  • низкие издержки производства;
  • расширение рынков сбыта, выход на мировой рынок;
  • развитие послепродажного обслуживания своей продукции;
  • время от приёма заказа до его отгрузки потребителю.

Необходимость модернизации управленческих технологий обусловлена тем, что АО «Павлодарский машиностроительный завод» планирует и на этой основе:

  • повысить эффективность   использования   ресурсов   (материальных,   трудовых,  финансовых) и производства в целом;
  • снизить издержки на производство продукции;
  • формировать, поддерживать и развивать конкурентные преимущества;
  • обеспечить развитие и использование потенциала и способностей персонала;
  • вовлечь персонал предприятия в поиск резервов повышения эффективности производства.
  • модернизировать механический цех АО «Павлодарский машиностроительный  завод», перевести изготовление технологически сложных деталей (узлов) на станки с числовым программным управлением;
  • модернизировать производственные технологии;
  • сократить трудоемкость производственных  процессов  и  повысить  производительность  труда в 2,2 раза;
  • сократить длительность производственного цикла изготовления продукции;
  • модернизировать управленческие технологии, систему управления АО «Павлодарский машиностроительный завод»;
  • использовать оборудование, работающее в автономном режиме, гибкое производство. 

Поддержание и развитие конкурентных преимуществ завода может быть обеспечено за счет модер- низации производственной технологии, совершенствования системы управления и маркетинго-сбытового процесса; снижения длительности производственного цикла изготовления продукции; снижения себестои- мости продукции и повышения качества продукции; увеличения выпуска импортозамещающей и экспорто- ориентированной продукции.

Как показал мониторинг существующего состояния технологической подготовки в механическом цехе, требуется существенная модернизация цеха по всем направлениям. Это касается и металлорежущих станков,  технологической   оснастки,   режущего   и   мерительного   инструментов.   Нужны  изменения в существующих технологических процессах изготовления деталей.

Однако особо следует выделить вопрос, связанный с заменой морально и физически устаревших металлорежущих станков. Речь идет о полной замене всего оборудования. Следует провести оценку трудоемкости отдельных операций механической обработки деталей и определить, где особенно остро стоит вопрос о переходе на новые универсальные станки или станки с ЧПУ.

Предварительный анализ показывает, что наиболее эффективными в применении могут оказаться станки с ЧПУ, которые позволят повысить производительность и конкурентоспособность выпускаемых изделий, обеспечить безопасность и культуру производства.

Оборудование с ЧПУ повысит скорость обработки, снизит зависимость качества выпускаемой продукции от уровня квалификации рабочих-станочников, снизит их количество. Компьютерные программы для станков с ЧПУ позволят накапливать их и вновь использовать при повторении деталей.

«Законсервированные», т.е. сохраненные программы могут дорабатываться и применяться для деталей со сходным служебным назначением. Диалоговые и самообучающиеся системы компьютерного УЧПУ могут обеспечить для менее квалифицированных операторов быстрое освоение новых станков.

В перспективе, в механическом цехе следует перейти к комплексной системе автоматизированного проектирования технологической подготовки производства. Основой ее может послужить существующая сегодня на заводе система «Компас», которая позволяет проектировать чертежи обрабатываемых деталей в двухмерном пространстве. Однако для автоматизации подготовки программ на станки с ЧПУ нужны чертежи деталей в трехмерном виде. Необходимо приобрести лицензионный блок технологической подготовки производства, включающий в себя автоматизированный комплекс проектирования технологических процессов, технологического нормирования операций, подготовки программ для станков с ЧПУ, систему моделирования процесса обработки для проверки правильности составленных программ для станков с ЧПУ. Все эти блоки должны быть завязаны между собой с помощью программы, управляющей документооборотом в цехе и по заводу в целом.

Для целенаправленного выхода на область использования станков с ЧПУ, необходимо произвести оценку трудоемкости изготовления деталей по всем типам кранов, изготавливаемых на заводе.

Оснащение завода современным оборудованием, соответствующим международным стандартам, перевод изготовления технологически сложных деталей (узлов) на станки(ах) с числовым программным управлением позволят снизить издержки производства продукции и повысить производительность труда. Модернизация механического цеха на основе использования станков с числовым программным управлением предполагает необходимость проектирования производственной технологии для этого цеха, обучение производственного и обслуживающего персонала. В связи с увеличением с планируемым увели- чением загрузки производственного оборудования и других цехов, планируется действующую технологию в этих цехах также модернизировать под увеличивающуюся производственную программу.

Главной особенностью современного производства по сравнению с прежними формами является возможность производства целой группы изделий в произвольном порядке небольшими партиями. Это способствует переходу от массового и крупносерийного производства к мелкосерийному и единичному. Причем такая технология производства не должна значительно уменьшать его экономические показатели [1].

Технология гибкого производства должна предусматривать комплексную автоматизацию технологических процессов на основе вычислительной техники. Металлорежущие станки в этом случае управляются системами числового программного управления (ЧПУ), укомплектовываются оснасткой для смены заготовок и инструментальными магазинами [2; 3].

Возможности технологической системы, построенной на базе станков с ЧПУ, позволяют разрешить основное противоречие мелкосерийного производства. С одной стороны, станки с ЧПУ позволяют объединить высокую производительность с малыми объемами партий деталей или изделий. С другой внедрить малолюдные технологии и значительно снизить производственные расходы на заработную плату.

Так,  известно,  что  повышение  производительности  труда   можно  достичь  путем   сокращения и основного и вспомогательного времени. В первом случае можно использовать более производительные методы обработки. Этот путь реализуется, как правило, переходом с однолезвийной обработки на многолезвийную, например, точение (строгание) на фрезерование [4]. Этот путь имеет определенные ограничения, связанные со стойкостью к износу инструментальных материалов. Однако важнее использование резервов при организации вспомогательных процессов. Автоматизация производства помогает в значительной степени снизить затраты времени, связанные с базированием, закреплением, снятием, перемещением обрабатываемых деталей, приспособлений и режущего инструмента.

Используя гибкую технологию, основанную на станках с ЧПУ можно обеспечить:

  • гибкость обработки различных заготовок в течение определенного времени;
  • гибкость технологического маршрута, т.е. возможность замены станка для обработки конкретной детали, например в случае изменения производственного задания или отказа станка;
  • возможность быстрого внедрения в производство конструктивных изменений в обрабатываемых деталях;
  • возможность изменений в программе выпуска конкретных деталей;
  • возможность производства различных деталей и машин на одном и том же технологическом оборудовании в рамках одного предприятия [5].

Кроме технологических проблем станки с ЧПУ позволяют решить экономические, общественные, социальные  причины,   т.к.   в   современном   обществе   снижается   заинтересованность   в   труде, хотя и  высокооплачиваемом,  но  требующем  значительных  физических  усилий  и  опасном  для   здоровья, и увеличивается заинтересованность в труде творческом, интеллектуальном.

Проведенный анализ показал что только создание автоматизированного гибкого производства на основе единого информационного пространства предприятия и оборудования с ЧПУ позволит решить экономические, технологические, социальные проблемы, стоящие перед производством в Республике Казахстан.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 

  1. Автоматизированная подготовка программ для станков с ЧПУ: справочник / Под ред. Р.Э. Сафрагина. – Киев: Техника, 1986.
  2. Гжиров Р.И., Серебреницкий П.Л. Программирование обработки на станках с ЧПУ: справочник.
  3. Л.: Машиностроение, 1990. – 592 с.
  4. Сосонкин В.Л. Программноеуправлениетехнологическимоборудованием.– М.: Машиностроение, – 510 с.
  5. Справочник технолога-машиностроителя / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1986. – Т. l. – 656 с.
  6. Маталин Л.Н., Дашевский Т.Б., Княжицкий И.И. Многооперационные станки. – М.: Машиностроение, 1974. – 320 с.
Фамилия автора: Ч.Ж. Абдылдаев
Год: 2013
Город: Павлодар