Организация работы производственного подразделения по изготовлению крышки МРУ-103. 00. 105 на предприятии «Молодеченский литейный завод»

Министерство образования Республики Беларусь Министерство образования и науки Российской Федерации ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Экономическая информатика»

Курсовая работа по дисциплине «Организация производства»

на тему Организация работы производственного подразделения по изготовлению крышки МРУ-103.00.105 на предприятии «Молодеченский литейный завод»

Выполнила Мозалева Е.С.

Могилёв, 2010

• Введение
• 1 Краткая характеристика производственного предприятия
• 3 Постановка задачи курсовой работы
• 4 Математическая модель экономического объекта
• 5 Параметрический синтез организации процесса производства
• 6 Оценка результатов
• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Под организацией производства понимается координация и оптимизация во времени и пространстве всех материальных и трудовых элементов производства с целью достижения в определенные сроки наибольшего производственного результата с наименьшими затратами.
• В новых рыночных условиях хозяйствования предприятия несут полную ответственность за результаты своей работы. Основная цель производства состоит в обеспечении потребителя необходимой ему продукцией (услугами) в заданные сроки, заданного качества и комплектации, с минимальными затратами для производителя. Чтобы выжить, предприятие должно постоянно думать о качестве своей продукции и снижении затрат на ее производство. Это задача руководящих работников и специалистов предприятия, определяющих стратегию и тактику организации производства.
• Результаты деятельности предприятия зависят от результатов действий персонала предприятия и от того, как они используют его производственные возможности.
• Чтобы обеспечить наилучшее использование этих возможностей, необходимо знать, как организовано предприятие, каковы условия и факторы его успешного функционирования, как взаимодействуют отдельные его подразделения и их трудовые коллективы, как согласуется их работа в пространстве и во времени.
• Главной целью предприятия является получение максимальной прибыли в долгосрочной перспективе. Уместно заметить, что прибыль не всегда является главным побудительным мотивом создания и функционирования предприятия. Им может быть стремление к общественному признанию, обладанию прочными позициями на рынке, сохранению начатого дела. Для этого потребуется отказаться от получения сиюминутной прибыли, т. е. главной целью будет не получение максимальной прибыли, а максимизация ситуации в целом, где прибыль только один, хотя и наиважнейший из компонентов.
• Для осуществления главной цели предприятие решает ряд задач.
• Центральная задача предприятия — полное и своевременное удовлетворение потребностей потребителя, являющееся высшим смыслом и нормой деятельности каждого трудового коллектива. В связи с этим предприятие должно обеспечивать конкурентоспособность выпускаемой продукцией на основе ее высокого качества, гибкого обновления в зависимости от постоянно изменяющегося спроса. Предприятие обеспечивает развитие и повышение эффективности производства, способствует всесторонней интенсификации, ускорению научно-технического прогресса, являясь его проводником.
• Предприятие организует работу рационализаторов и изобретателей, обеспечивает социальное развитие коллектива, формирует современную материальную базу социальной сферы, создает благоприятные условия для высокопроизводительного труда, последовательно осуществляет принципы распределения по труду.
• Объектом исследования данной курсовой работы является ИЧПТУП «Молодеченский литейный завод». Предметом исследования — организация технологического процесса изготовления детали крышка МРУ-103.00.105.

1. Краткая характеристика производственного предприятия

Предприятие ИЧПТУП «Молодеченский литейный завод» образовалось путем отделения от ЧУП «Литейный завод» г. Могилев.

ЧНПУП «Литейный завод» было зарегистрировано в феврале 2004 г. Первоначально предприятие занималось оптовой торговлей ферросплавами, коксом и чугуном для литейных цехов и производств.

В 2005 году одного из соинвесторов ЧУП Литейный Завод, г. Могилев привлекла возможность покупки продаваемого в то время с торгов за долги производственных площадей бывшего литейного цеха Молодечненского станкозавода. Этот объект, который не работал к этому времени 10 лет был сильно разграблен. Каркас здания без крыши и стекол, полное отсутствие основного технологического оборудования, отсутствие кадров. В настоящее «Молодеченский литейный завод» осуществил программу ремонтов оборудования, зданий и сооружений.

ЧУП Литейный Завод был проведен поиск инвестора. Компания ООО Промакт, Челябинск была приглашена в этот проект и вошла в него в августе 2007 года. Ассоциация литейщиков Республики Беларусь в 2007 году отметила коллектив наградой за «Успешные частные инвестиции в литейное производство» .

В марте 2007 был введен в эксплуатацию новый участок производства стержней по технологии альфа-сет, укомплектованный оборудованием фирмы Omega Foundry Machinery Ltd, UK. Это позволило радикально повысить качество «стержневых» отливок.

В январе 2009 г. ИЧПТУП «Молодеченский литейный завод».

Особенностью предприятия является то, что все основные средства кроме компьютеров находятся в собственности у СООО «Объединенные литейные заводы» (владельцы ЧУП Литейный Завод, Могилев и ООО «Промакт», Челябинск) и предоставлены ИЧПТУП «Молодеченский Литейный Завод» в аренду. Офисные помещения находятся в собственности РУП «Молодечненский станкостроительный завод» и предоставлены ИЧПТУП «Молодеченский Литейный Завод» в аренду.

Организационная структура предприятия представлена в Приложении А.

Примерный перечень изделий, выпускаемых Молодеченским Литейным заводом:

· для станкостроения:

— станины, корпуса, каретки, столы, плиты, корпуса и крышки редукторов и т. д.;

· для машиностроения:

— картера, корпуса, колеса, шкивы, колодки, суппорты, катки и т. д, заготовки различных диаметров, профилей.

По отраслевой принадлежности ИЧПТУП «Молодеченский Литейный Завод» относится к обрабатывающей отрасли промышленности, производящей предметы потребления. Непрерывный процесс производства круглогодичного действия. По степени специализации предприятие относится к специализированным предприятиям, т.к. выпускает однородную продукцию ограниченной номенклатуры. По типу производства — мелкосерийное производство. Частично механизированное производство. В производстве имеется конвейер, краны и галтовочный барабан.

Основными потребителями продукции предприятия в настоящий момент являются:

· Молодечненский станкозавод г. Молодечно — производит станки и редуктора;

· Консерн Амкодор, г. Минсккрупнейший, в СНГ производитель дорожно-строительно техники;

· РУП Бобруйскагромаш, г. Бобруйск — один из крупнейших в СНГ производитель сельхозтехники;

· БЕЛАЗ, г. Жодино — Самый крупный в мире завод по производству карьерной техники: самосвалы, погрузчики;

· Гомельский завод станочных узлов, г. Гомель — производят детали и узлы станков;

· Севзапромэнерго, Санкт-Петербург — торгово-производственная организация, поставляющая наши отливки для нужд строительной отрасли СанктПетербурга;

· ЗАО Автако, г. Барановичи — производство запасных частей;

· МИСОМпроизводство редукторов;

· МЗОР — производство станков. (выполняют заказы для чешского предприятия TOS Chelokavice (производство обрабатывающих центров));

· Химволокно, г. Могилев — производство химволокна, а также много мелких потребителей.

Литейное производство во всем мире является основной заготовительной базой машиностроения и в перспективе сохранит свое лидирующее положение. На долю литых деталей в машиностроении в среднем приходится 50−70% массы, в станкостроении — до 90% и 20% стоимости машин. Литейное производство сегодня довольно динамичная отрасль, которая позволяет существовать как крупным, средним, сравнительно небольшим литейным предприятиям и очень маленьким производствам.

С точки зрения сортамента изделий, довольно гибкое производство, при правильной сбытовой стратегии среднее по размерам предприятие может выпускать неограниченное количество изделий, причем, внедрив это изделие однажды, возвращаться к его производству снова и снова, и выпускать его пока есть спрос. То есть набор номенклатуры можно производить, ориентируясь только на собственные технические возможности, и в этом случае предприятие будет иметь всегда оптимизированную себестоимость изделий. В литейном предприятии не столь очевидна зависимость технологии от того или иного месторождения руды или цен на энергоносители, хотя это тоже оказывает существенное влияние на себестоимость. В этом смысле с точки зрения сырьевой базы в данной отрасли очень сложно монополизировать какие-либо поставки сырья. Это неизменное преимущество, как раз, и позволяющее эффективно работать в этом сегменте рынка разным по масштабам предприятиям.

Основные тенденции, проявившиеся на современном этапе состояния литейного производства можно охарактеризовать следующим образом:

1.Увеличивается потребность в отливках из специальных сплавов и со специальными свойствами.

2.Проявляются всё отчётливее требования к качеству, служебным и весовым характеристикам литых изделий.

3. Необходимость в создании предприятий нового типа, максимально адаптирующих свою деятельность к требованиям рынка и конкретных заказчиков.

2 Технико-экономическая характеристика процесса производства

Литейное производство состоит из следующих участков: шихтовой участок, плавильный участок, обрубочно-очистной участок, плавильно — заливочный участок, смесеприготовительный участок, стержневой участок и формовочный участок (план литейного цеха представлен в Приложении Б). Пояснения к планировке представлены в таблице 1.1. На данном производстве изготавливают отливки из серого чугуна (СЧ) и высокопрочного чугуна (ВЧ).

Таблица 1.1 — Станочный парк цеха

В механической мастерской расположены токарно — винтовой, фрезерный и сверлильный станки. Склад моделей оснащен кранами — штабелерами. Для охлаждения воды оборотного водоснабжения предназначенного для охлаждения индуктора плавильной индукционной печи ИЧТ-6 имеется градирня с насосной станцией. В цеху имеется компрессорная станция оснащенная винтовыми компрессорами.

Рассмотрим технологический процесс изготовления детали крышка МРУ-103.00.105.

Шихтовой участок:

Исходные материалы доставляются в цех автотранспортом. Металлом разгружается в закрома для хранения с помощью мостового крана и магнитной шайбы. Кварцевый песок поступает в цех сухой расфасованный в биг-бэгах и также разгружается с помощью мостового крана в закрома для хранения песка. Металлолом (шихта) мостовым краном с помощью магнитной шайбы дозируется в специальную тару, после чего на тележке приводной транспортируется в плавильное отделение.

Плавильно-заливочный участок

В плавильном отделении при помощи мостового крана шихта загружается в плавильную индукционную печь ИЧТ-6 производительностью 1,5 т/ч в которой производится расплавление шихты. Разливка жидкого металла осуществляется с помощью мостового крана и ковша. Формы размером 1600×1200 для заливки в плавильное отделение подаются конвейером приводным рольганговым и заливаются непосредственно с мостового крана, формы габаритами 700×800 транспортируются для заливки конвейером тележечным заливка этих форм происходит следующим образом: барабанный ковш мостовым краном устанавливается на стенд для разливки металла, после чего небольшими порциями переливается в устройство заливочное винтовое с которого заливаются формы.

Смесеприготовительный участок:

Свежий песок в смесеприготовительное отделение поступает следующим образом: мостовым краном сухой песок из биг-бэга высыпают в промежуточный бункер из которого питателем электровибрационным дозируется и посредством ленточных конвейеров, барабана для сушки песка, полигонального сита и элеватора поступает в бункера над смесителями. Аналогично свежий песок поступает на стержневое отделение. Остальные компоненты, кроме оборотной смеси транспортируются в бункера над смесителями при помощи механизированной установки для подъема. Оборотная смесь после выбивных решеток при помощи ленточных конвейеров, элеваторов, тарельчатых питателей, монорельса с электроталью и магнитной шайбой, полигональных сит поступают в бункер оборотной смеси над смесителями. Приготовление формовочной смеси происходит в смесителях и посредством ленточных конвейеров передается в бункера над формовочными машинами.

Стержневой участок

Стержневая смесь для изготовления стержней, которые оформляют полость в отливке, смешивается из свежего песка и смолы с катализатором в установке приготовления ХТС (холодно — твердеющая смесь на основе фурановых смол). После изготовления стержни окрашиваются противопригарной краской приготовленной в краскомешалке. На участке изготовления стержней установлен монорельс с электротельфером для кантовки стержневых ящиков. При изготовлении крупных стержней для кантовки используется мостовой кран.

Формовочное отделение

Формы размером 700×800 см изготавливаются на встряхивающих формовочных машинах модели 254 и Л-100 работающие от компрессорной станции. Пустые опоки после выбивки на установке автоматической выбивки форм рольгангом подачи пустых опок и монорельсами с электротельфером подаются на формовочные машины где с помощью ленточных питателей из бункеров над формовочными машинами заполняются формовочной смесью и происходит процесс уплотнения. После чего заформованные опоки собираются в формы монорельсами с электротельфером и выставляются на тележечный конвейер который передает формы под заливку. Формы размером 1600×1200 изготавливаются на встряхивающих формовочных машинах модели 234 М. Формовочная смесь из бункеров дополнительно смешивается в установке приготовления ПСС в которую поступает ленточными питателями и подается в опоку установленную на формовочной машине, происходит процесс уплотнения. После чего при помощи мостового крана происходит сборка форм и передача их в плавильно-заливочное отделение конвейером приводным рольганговым.

Обрубочно-очистное отделение

Формы после заливки остывают в галереях охлаждения и пступают на выбивные решетки (7,50), где происходит разрушение формы и отделение отработанной формовочной смеси и отливки. Далее отработанная формовочная смесь посредством ленточных конвейеров и элеваторов поступает в смесеприготовительное отделение, а отливки подаются для финишной обработки. Отливки с автоматической установки выбивки опок поступают в обрубочное отделение при помощи пластинчатого конвейера. В зависимости от типоразмера отливок они обрабатывается в камере дробометной периодического действия мод.42 816, камере дробометной периодического действия мод.42 827, барабане дробометном мод. 42 203 и барабане галтовочном. После дробометной производится зачистка отливок на стационарных обдирочно-шлифовальных станках мод. 3М636 и подвесных обдирочно-шлифовальных станках мод. 3374К закрепленных на консольных кранах. Для транспортировки отливок в отделении используется мостовой кран.

По требованиях технологии проводится термическая обработка отливок в печи СДО.

Схема этапов технологического литья представлены на рисунках 1.1 и 1.2.

Рисунок 1.1 — Изготовление отливок Рисунок 1.2 — Отделка и контроль Технологический процесс представлен в таблице 1.2.

Таблица 1.2 — Технологический процесс изготовления детали крышка МРУ-103.00.105

Распределение рабочих по операциям представлено в таблице 1.3.

Таблица 1.3 — Распределение рабочих по операциям

Завальщики шихты, плавильщики (должности завальщика шихты, плавильщика и заливщика совмещается одним рабочим). Рабочие работают в 2 смены по 11,5 часов. Оплата труда — сдельная.

Изготовленные детали крышка МРУ-103.00.105 реализуются другим предприятиям для дальнейшей установки на картер редуктора. Чертеж детали представлен в Приложении В.

Себестоимость детали крышка МРУ-103.00.105 представлена в таблице 1.4.

Таблица 1.4 — Себестоимость детали крышка МРУ-103.00.105

Станочный парк цеха представлен в таблице 1.5.

Таблица 1.5 — Станочный парк цеха по операциям

3. Постановка задачи курсовой работы

Целью курсовой работы является определение наиболее эффективного варианта организации процесса производства детали крышка МРУ-103.00.105 на предприятии ИЧПТУП «Молодеченский литейный завод», который позволил бы выполнить производственную программу в максимально короткие сроки, используя ограниченное количество оборудования, а также обеспечить наиболее равномерную и максимальную загрузку рабочих мест.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. изучить технико-экономические характеристики рассматриваемого процесса производства;

2. составить математическую модель рассматриваемого экономического объекта;

3. провести параметрический синтез организации процесса производства детали крышка МРУ-103.00.105.

Для определения наиболее эффективного варианта организации производственного процесса примем следующие критерии оценки:

1. длительность производственного цикла;

2. средний коэффициент загрузки оборудования;

3. объем незавершенного производства;

4. средний коэффициент загрузки рабочих;

5. общее число рабочих;

6. суммарное число рабочих мест.

В качестве управляемых параметров, которые существенно влияют на принятые критерии оценки эффективности организации производства, в данной курсовой работе рассматриваются:

1. вид движения предметов труда по операциям;

2. объем транспортной партии;

3. количество рабочих мест на операциях;

4. количество рабочих;

5. период комплектования заделов.

При решении поставленных задач следует также учитывать ограниченное число оборудования. Литейное производство относится к производствам с непрерывным циклом. Для рабочих установлен 2-сменный режим работы с продолжительностью смены 11,5 часов. Также из-за специфики применяемого оборудования число рабочих на каждой операции не может быть меньше установленного в таблице 1.3. При определении размера транспортной партии следует учитывать, что она не может быть больше производственной партии и меньше 45 штук (что составляет 80 кг), т.к. минимальная металлоемкость формы составляет 80 кг. При проектировании варианта организации производственного процесса также необходимо учитывать, что максимальная перегрузка оборудования и рабочих должна может быть не более 10%.

В данной курсовой работе принимаются следующие допущения: в подразделении производится только один вид деталей (крышка МРУ-103.00.105), т. е. подразделение является предметно-замкнутым; длительность операций носит детерминированный характер, т. е. характеризуется нормой времени и не учитывает случайный фактор.

В качестве инструмента для решения поставленных задач будем использовать пакет Microsoft Excel, т.к. он является достаточно удобным, простым и распространенным средством, с помощью которого можно решить поставленные задачи и достичь поставленной цели. С помощью встроенного пакета «Поиск решения» можно найти оптимальные значения управляемых параметров. Также с помощью Microsoft Excel можно произвести необходимые расчеты и построить необходимые графики и диаграммы.

4. Математическая модель экономического объекта

При построении математической модели были использованы следующие допущения: длительность операции характеризуется нормой времени, т. е. не учитывается фактор случайности; в подразделении производится только крышка МРУ-105.00.103, т. е. подразделение является предметно-замкнутым.

Различают три основных типа производства: массовое, серийное и единичное. В свою очередь серийное производство подразделяется на крупносерийное, среднесерийное и мелкосерийное.

Определение типа производства осуществляется на основании оценки коэффициента закрепления операций, рассчитываемого по формуле:

(4.1)

где K_з.о. — коэффициент закрепления операций;

— количество операций, выполняемых производственным под;

разделением в течение планового периода;

— число рабочих мест за которыми закреплено выполнение данного количества операций.

В соответствии с ГОСТ 3–1108−74 различные типы производства характеризуются следующими коэффициентами закрепления операций К_з.о:

массовое 1

крупносерийное 1—10

среднесерийное 10—20

мелкосерийное 20−40

единичное более 40

Такт поточной линии — средний интервал времени между выпуском обрабатываемых деталей — рассчитывается исходя из максимальной годовой программы выпуска деталей.

На однопредметной поточной линии такт потока вычисляется по следующей формуле:

(4.2)

где Ф_Д — действительный фонд времени работы поточной линии в планируемом периоде, ч;

N_B — программа выпуска деталей, шт.

Действительный фонд времени работы оборудования зависит от вида оборудования, его ремонтной сложности и, следовательно, среднего простоя его в ремонте, сложности наладки и подналадки. Действительный фонд времени определяется по формуле:

(4.3)

где Ф_н — номинальный фонд времени работы поточной линии при двухсменной работе, ч;

a_р — коэффициент, учитывающий потери времени, связанные с проведением плановых ремонтов и всех видов обслуживания (0,03—0,07);

a_н - коэффициент, учитывающий потери времени на настройку и наладку оборудования во время рабочих смен (0,05—0,1).

В поточном производстве нужное количество рабочих мест (оборудования) определяется для каждой технологической операции. Первоначально определяют расчетное число рабочих мест

(4.4)

где t_штi - норма штучного времени на i-й операции, мин;

r -такт потока, мин.

Расчетное число рабочих мест, как правило, получается дробным. Поэтому по каждой операции устанавливается принятое число рабочих мест m_пр. При установлении m_пр допускается перегрузка в небольших пределах (до5—6%), особенно если расчетное число рабочих мест округляется до единицы или до двух. В этом случае перегрузка может быть компенсирована некоторым повышением режимов обработки. Поэтому, если расчетное число рабочих мест не более чем на 5−6% превышает целое число, его округляют до ближайшего меньшего числа, одновременно наметив мероприятия по уменьшению t_шт.

Коэффициент загрузки рабочих мест определяется в процентах по каждой операции технологического процесса и по линии в целом.

По операциям:

(4.5)

По линии в целом:

(4.6)

где k₀ — число операций.

При выполнении проекта следует определить загрузку рабочего места при обработке деталей одного наименования. Коэффициент загрузки рабочего места деталеоперацией определяется по формуле:

(4.7)

где N — программа выпуска деталей данного наименования;

t_штi - штучное время на i-й операции, мин;

Ттц —длительность технологического цикла, мин;

Wi — количество рабочих мест на i-й операции.

Организация производства состоит в обеспечении рационального сочетания в пространстве и во времени основных, вспомогательных и обслуживающих трудовых процессов, в результате которого сырье, материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию.

Процесс изготовления отдельной детали, или отдельный сборочный процесс, состоящий из ряда последовательных операций, являются простыми производственными процессами. Производственный процесс может быть однооперационным и многооперационным.

Длительность производственного процесса, измеряемого календарным периодом времени между началом и окончанием процесса изготовления детали или всего изделия, называют производственным циклом.

Существует три способа передачи деталей с операции на операцию: последовательный, параллельный, последовательно-параллельный. Длительность технологического цикла изготовления партии деталей определяется по следующим формулам:

при последовательном способе

(4.8)

при параллельном способе

(4.9)

при параллельно-последовательном способе

(4.10)

где р—размер передаточной партии, шт.;

т—число операций технологического процесса;

t_{шт i} — норма штучного времени каждой операции, мин;

t_шт.гл — норма штучного времени на выполнение главной (самой трудоемкой) операции в технологическом процессе, мин;

W_р.м.гл — число рабочих мест на главной (самой трудоемкой) операции;

t*_{шт i} — норма штучного времени на самой короткой операции из каждой пары смежных операций;

W*_{р.м i} — число рабочих мест на самой короткой операции из каждой пары смежных операций.

Длительность производственного цикла превышает длительность технологического цикла на величину межоперационных перерывов, длительности естественных процессов и перерывов, связанных с режимом работы производственного подразделения. Для построения календарных планов необходимо длительность цикла определять в календарных днях. Для этого следует ввести в формулу коэффициент перевода рабочего времени в календарные дни:

T_п = (Т_т + Т_мо)· k_пер + (1/24) Т_ест, (4.11)

где Т_т — может быть Т_т.пос, Т_т.пар, Т_т.п-п, мин;

Т_мо—длительность межоперационного времени, мин;

Т_ест — длительность естественных процессов, ч;

k_пер — коэффициент перевода времени в календарные дни.

Длительность межоперационного времени может быть определена по экспоненциальной зависимости, предложенной и исследованной канд. экон. наук Л. А. Осиповым:

для последовательного способа передачи деталей с операции на операцию

(4.12)

для параллельного и последовательно-параллельного способов

(4.13)

где k_зi—средний коэффициент загрузки оборудования на i-й операции;

— количество пролеживаемых передаточных партий на i-й операции.

Для параллельного и параллельно-последовательного способа движения, т.к. при организации движения предметов труда по операциям такими способами пролёживаемых передаточных партий нет.

Коэффициент перевода времени в календарные дни определяется по формуле:

k_пер = (D_кал / D_раб )/ (f_см T_см), (4.14)

где f_см—число смен работы;

Т_см — длительность рабочей смены, мин;

D_кал — количество календарных дней в году;

D_раб — количество рабочих дней в году.

При решении оптимизационных задач будем использовать в качестве критерия оптимальности дисперсию относительных коэффициентов загрузки операций. Она определяется по формуле:

у (X) =, (4.15)

где — количество операций;

— средний относительный коэффициент загрузки операций.

Относительный коэффициент загрузки операций вычисляется по формуле:

К_{з.о. относит.} =; (4.16)

ti — норма штучного времени каждой операции, мин;

wiколичество рабочих мест на i-ой операции;

ti гл. — норма штучного времени на выполнение главной (самой трудоемкой) операции в технологическом процессе, мин;

wi гл. — число рабочих мест на главной (самой трудоемкой) операции;

В курсовой работе решаются оптимизационные задачи.

При решении первой оптимизационной задачи в качестве критериев оценки будут выступать длительность производственного цикла и общее число рабочих мест на операциях. Длительность производственного цикла и общее число рабочих мест будут минимизироваться. Управляемым параметром будет являться количество рабочих мест на каждой операции. Целевая функция представляет собой мультипликативную свертку, которая имеет следующий вид:

(4.17)

Необходимо наложить ограничения на управляемые параметры:

1) Количество рабочих мест должно быть целым и больше либо равно единице;

2) Количество оборудования ограничено в рамках имеющегося парка оборудования;

3) Коэффициент загрузки операции не должен превышать 10%.

(4.18)

где T_пр. — длительность производственного цикла;

К_з.о.ср. — средний коэффициент загрузки оборудования.

Кз.о. для каждой операции будет определяться по формуле (4.7).

При решении второй оптимизационной задачи в качестве критериев оценки будут выступать средний коэффициент загрузки операций, длительность производственного цикла и общее число рабочих мест на операциях. Длительность производственного цикла и общее число рабочих мест на операциях будут минимизироваться, а средний коэффициент загрузки операций — максимизироваться. Управляемым параметром будет являться количество рабочих мест на каждой операции. Целевая функция представляет собой мультипликативную свертку, которая имеет следующий вид:

Необходимо наложить ограничения на управляемые параметры:

1) Количество рабочих мест должно быть целым и больше либо равно единице;

2) Количество оборудования ограничено в рамках имеющегося парка оборудования;

3) Коэффициент загрузки операции не должен превышать 10%.

При решении третьей оптимизационной задачи в качестве критериев оценки будут выступать длительность производственного цикла и дисперсия относительного коэффициента загрузки оборудования. Дисперсия — есть математическое ожидание квадрата отклонения значений случайной величины от её математического ожидания. Она вычисляется по формуле (4.15). Относительный коэффициент загрузки оборудования вычисляется по формуле (4.16). Длительность производственного цикла и дисперсия будут минимизироваться. Управляемым параметром будет являться количество рабочих мест на каждой операции. Целевая функция представляет собой мультипликативную свертку, которая имеет следующий вид:

(4.19)

где T — длительность производственного цикла;

у — дисперсия коэффициентов загрузки операций.

Кз.о. для каждой операции будет определяться по формуле (4.7).

Необходимо наложить ограничения на управляемые параметры:

1) Количество рабочих мест должно быть целым и больше либо равно единице;

2) Количество оборудования ограничено в рамках имеющегося парка оборудования;

3) Коэффициент загрузки не должен превышать 10%.

На поточных линиях различают следующие виды заделов:

· по назначению и характеру образования:

— технологический;

— транспортный;

— оборотный;

— страховой.

· по месту образования:

— линейные, или межоперационные, заделы;

— межлинейные (между смежными линиями в пределах одного цеха) или межцеховые, когда смежные линии находятся в разных цехах.

В курсовой работе рассчитываются только линейные заделы.

Технологический задел — это количество деталей, находящихся в данный момент в процессе обработки, или заготовок, установленных на станках:

Z_тех =, (4.20)

где W_прi — количество рабочих мест (станков) на i-ой линии;

mколичество операций.

Оборотный задел — количество заготовок, находящихся на рабочих местах в ожидании процесса обработки. Такие заделы образуются только на прерывно-поточных линиях. Они позволяют организовать непрерывную работу на рабочих местах в течение более или менее продолжительного периода времени. Характерной чертой является изменение их величины в течение часа, смены, суток.

Оборотные заделы определяются между каждой парой смежных операций на основе стандарт-плана работы прерывно-поточной линии. Размер оборотного задела зависит от следующих факторов: производительности на двух смежных операциях; соотношения длительности этих операций с тактом линии; выбранного периода обхода рабочих мест линии.

Для организации бесперебойной работы линии и оперативного руководства производством необходимо знать размер оборотного задела на начало смены. Наиболее рациональным методом определения оборотных заделов является графический. На основе выбранного периода обхода рабочих мест линии рассчитывается оборотный задел между каждой парой смежных операций. Для этого весь период обхода разбивается на фазы, т. е. отрезки времени, на протяжении которых не происходит изменений в работе станков, на которых ведутся смежные операции. Изменение оборотного задела между двумя смежными операциями в течение фазы рассчитывается по формуле:

(4.21)

где ф — продолжительность фазы, когда на смежных операциях работает неизменное число станков, мин;

_i., _i+1 — число работающих станков соответственно на предыдущей и последующей операциях в течение фазы;

t_штi, t_штi+1 — норма штучного времени соответственно на предыдущей и последующей операциях, мин.

Значение Z_об может быть положительным или отрицательным. Положительное значение свидетельствует об увеличении задела за время ф, отрицательное — об уменьшении. Максимальное значение Z_об, полученное на одной из фаз периода обхода линии, принимается для отсчета и построения графика изменения оборотного задела между двумя смежными операциями. Определение максимального межоперационного оборотного задела необходимо также для расчета производственной площади, планировки рабочих мест и выявления возможности размещения задела на транспортных средствах.

Средняя величина межоперационного оборотного задела в целом по линии определяется по формуле:

(4.22)

где Si — площадь эпюры между iой и jой операциями;

— период оборота линии;

m — количество операций.

Страховые заделы предназначены для обеспечения бесперебойной работы линии в тех случаях, когда на отдельных её участках возникают нарушения нормального хода производства. Подача деталей на следующую операцию задерживается и ритмичность производства на остальной части линии нарушается. Страховой задел рассчитывается на основе анализа наиболее вероятной причины возможного нарушения хода производства и в зависимости от продолжительности ликвидации последствий:

(4.23)

где t_пер — время перерыва на 1 рабочем месте i-ой операции (снабжения предметами труда).

Суммарный задел на линии равен сумме установленных для данной линии технологического, транспортного, оборотного и страхового заделов:

(4.24)

При установлении общей величины внутрилинейного задела на линии оборотный задел и транспортный могут перекрываться. В сумму включается величина оборотного задела, если z_ср.об.?z_тр., и наоборот, если z_тр.? z_ср.об.

Рассчитанная величина заделов используется при определении незавершённого производства. Формула для определения незавершённого производства в нормо-часах выглядит следующим образом:

(4.25)

где t_пред — затраты времени в сумме в предыдущих подразделениях, где предмет труда проходил обработку.

Фонд заработной платы рабочих, находящихся на повременной оплате труда, рассчитывается по формуле:

(4.26)

где — часовая тарифная ставка i-го рабочего, соответствующая его разряду, руб;

— норма выработки i-го разряда, ч.

Средний коэффициент загрузки рабочего можно определить по формуле:

(4.27)

где k_зрi — коэффициент загрузки i-го рабочего;

К - количество рабочих, чел.

Производительность рабочего рассчитывается по формуле:

(4.28)

где V — плановый объём производства в натуральном или стоимостном выражении;

Ч_раб — число рабочих, определённое после совмещения работ.

Производительность оборудования можно определить по формуле:

(4.29)

где W_{факт i} — фактическое число рабочих мест, найденное в результате

оптимизации.

Производительность совокупного процесса определяется по формуле:

(4.30)

где Т_ц — длительность производственного цикла, дн.

Производительность на i-ой операции определяется по формуле:

(4.31)

Т_т.ц — длительность технологического цикла, мин;

t_оп — длительность операционного цикла.

5. Параметрический синтез организации процесса производства

Важных этапов курсовой работы является осуществление параметрического синтеза варианта организации, в результате которого должны быть определены параметры, влияющие на функционирование экономического объекта в заданных условиях. Для производственного процесса крышки, которая рассматривается в качестве объекта, эффективность функционирования будет оцениваться с точки зрения достижения минимальной длительности производственного цикла с максимальной загрузкой оборудования и минимальной величиной незавершённого производства.

Планируемый объём производства крышки МРУ-103.00.105 в год составляет 31 500 шт.

Одним из наиболее важных факторов, определяющим подходы к организации производства, выбор методов подготовки производства, его планирования и контроля является тип производства на предприятии. При определении типа производства необходимо учитывать ряд показателей. Учитывая, что процесс производства крышки включает 14 операций, а в подразделении имеется 13 различных видов оборудования, определим коэффициент закрепления операций. Коэффициент закрепления операций, рассчитанный по формуле (4.1), Kз.о=1,08. Данное значение коэффициента характерно для крупносерийного типа производства. Рассмотрим другие факторы, определяющие тип производства. На каждом рабочем месте выполняется одна постоянно повторяющаяся операция, при производстве используется специальное оборудование, оборудование расположено по предметному принципу, квалификация рабочих сравнительно невысокая. Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для данного производственного процесса характерен крупносерийный тип производства.

Существует два основных метода организации производства: поточный и непоточный. Определим наиболее рациональный метод применительно к производственному процессу крышки. При производстве колодки рабочие места располагаются строго в соответствии с ходом технологического процесса, предметы труда передаются непрерывно с операции на операцию, тип производства — крупносерийный. Соответственно организацию производства будем осуществлять в виде поточного производства. Выбор организационной формы поточной линии определяется рядом основных параметров, которые характеризуют ритмичность работы линии, степень синхронизации операций технологического процесса и уровень загрузки рабочих мест на линии. Ритмичность работы поточной линии можно оценить на основе расчёта такта. Действительный фонд времени определяется с учётом потерь времени по различным причинам (в связи с браком, переналадкой оборудования и т. д.). Коэффициент, учитывающий потери времени, связанные с проведением плановых ремонтов и всех видов обслуживания a_р=0,05. Коэффициент, учитывающий потери времени на настройку и подналадку оборудования во время рабочих смен, a_н=0,07_. Действительный фонд времени за 360 рабочих дней, рассчитанный по формуле (4.3), F_д = 438 219 мин.

Величина такта, рассчитанная по формуле (4.2), r=13,91 мин. Исходя из величины такта, рассчитаем по формуле (4.4) расчётное количество рабочих мест на каждой из операций. На основании полученных значений определим фактическое количество рабочих мест на операциях, округлив расчётные значения до целых величин. По формуле (4.5) рассчитаем коэффициент загрузки оборудования. Результаты расчёта представлены в таблице 5.1.

Таблица 5.1 — Расчётное, фактическое значение рабочих мест и коэффициент загрузки операций

В исходном варианте организации производства рассматриваемой детали на операциях используется минимально возможное количество рабочих мест, т. е. по одному рабочему месту на каждой операции. Средний коэффициент загрузки операций равен 10%. Для рассматриваемого крупносерийного производства такой коэффициент является низким (при необходимых 75−80%), т. е. на операциях наблюдаются значительные простои оборудования. Следовательно, рассматриваемый процесс производства детали требует доработки и оптимизации.

Следует отметить, что в рассматриваемом технологическом процессе седьмая и восьмая операции (шихтовка и плавка), выполняются параллельно с первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой операциями (таблица 5.1). Общая длительность седьмой и восьмой операций меньше, чем общая длительность первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой операций. Следовательно, длительность операций шихтовки и плавки на длительность технологического процесса влиять не будут, т.к. будут запараллеливаться с первой, второй, третьей, четвертой, пятой и шестой операциями. График движения по операциям по изготовлению одной формы по 45 деталей представлен на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1, — График движения по операциям одной формы на 45 деталей Осуществим выбор величины транспортной партии. Следует заметить, что в качестве величины транспортной партии будем рассматривать количество металла, которое можно залить в одну форму. Металлоемкость одной формы от 80 до 120 кг, или от 45 до 70 штук рассматриваемых деталей. Как известно, при увеличении величины транспортной партии длительность производственного цикла увеличивается. Одной из целей данной курсовой работы является уменьшение длительности технологического цикла. Следовательно, в качестве оптимальной величины транспортной партии примем 45 штук.

Для перемещения форм с деталями с операции на операцию в цехе используются конвейеры, мостовые краны. Собранные формы на операцию плавки перемещаются тележечным конвейером. Металл из закромов на операцию плавки перемещается с помощью мостового крана и магнитной шайбы. После заливки формы остывают, двигаясь на конвейере на следующую операцию и поступают на выбивные решетки, где происходит разрушение формы и отделение отработанной формовочной смеси и отливки. Далее отработанная формовочная смесь посредством ленточных конвейеров и элеваторов поступает в смесеприготовительное отделение, а отливки подаются для финишной обработки. Отливки с автоматической установки выбивки опок поступают в обрубочное отделение при помощи пластинчатого конвейера.

Осуществим выбор вида движения предметов труда по операциям, проанализировав длительности производственного и технологического циклов, а также специфические особенности каждого из видов. Коэффициент перевода длительности производственного цикла в календарные дни, определённый по формуле (4.14) К_пер=0,7 246. Результаты расчёта величины производственного цикла при разных вариантах организации перемещения предметов труда с операции на операцию представлены в таблице 5.2.

Таблица 5.2 — Результат расчёта длительности производственного цикла

План производства, равный 31 500 шт., необходимо выполнить за 360 календарный дней. Из таблицы 5.2 видно, что при всех видах движения предметов труда по операциям производственная программа выполняется в срок. Однако для последовательного способа движения предметов труда по операциям характерны большие простои оборудования и невозможно организовать поточное производство. Следовательно исключим его из дальнейшего рассмотрения.

Для повышения эффективности рассматриваемого объекта решим следующие многокритериальные оптимизационные задачи:

1) по оптимальному использованию имеющегося ограниченного количества оборудования с целью сокращения сроков выполнения производственной программы;

2) по максимально возможной загрузке оборудования и оптимальному использованию имеющегося оборудования с целью сокращения сроков выполнения производственной программы;

3) по синхронизации операций технологического процесса с целью сокращения сроков выполнения производственной программы по критерию равномерной относительной загрузки оборудования. В качестве критерия оценки уровня синхронизации будем использовать дисперсию из средних коэффициентов загрузки.

При решении оптимизационных задач будем учитывать ограниченность станочного парка. Ограничения по каждому виду оборудования представлены в таблице 1.5.

Результаты решения первой оптимизационной задачи для параллельного и параллельно-последовательного вида движения представлены соответственно в таблицах 5.3 и 5.4. Результаты решения второй оптимизационной задачи для параллельного и параллельно-последовательного вида движения представлены соответственно в таблицах 5.5 и 5.6. Результаты решения третьей оптимизационной задачи для параллельного и параллельно-последовательного вида движения представлены соответственно в таблицах 5.7 и 5.8.

Таблица 5.3 — Результаты решения оптимизационной задачи по оптимальному использованию имеющегося ограниченного количества оборудования с целью сокращения сроков выполнения производственной программы для параллельного способа