Технологическая подготовка производства

Технологическая подготовка производства (ТПП)– это часть технической подготовки производства, следующая за конструкторской подготовкой производства и базирующаяся на ее результатах. ТПП – это совокупность мероприятий, обеспечивающих технологическую готовность производства. Технологическая готовность производства – это наличие на предприятии полных комплектов конструкторской и технологической документации, а также средств технологического оснащения, необходимых для осуществления заданного объема выпуска продукции с установленными технико-экономическими показателями. Организация и управление технологической подготовкой производства базируется на Единой системе технологической подготовки производства (ЕСТПП). ЕСТПП – это система организации и управления технологической подготовкой производства, регламентированная государственными стандартами.

Основной частью ТПП является разработка технологического процесса изготовления спроектированного (разработанного) на этапе КПП изделия, который (т.е. технологический процесс), являясь частью производственного процесса, содержит целенаправленные действия по изменению и (или) определению состояния предмета труда и, соответственно, представляет собой совокупность различных последовательных технологических операций, выполняемых с помощью средств технологического оснащения. Технологический процесс всегда разрабатывается технологами с учетом конкретных производственно-технических условий своего предприятия (прежде всего состава и состояния оборудования, которые определяют возможные к использованию технологии).

К предметам труда относятся:

- материал – исходный предмет труда, потребляемый для изготовления изделия;

- основной материал – материал исходной заготовки, а также любой другой материал, масса которого входит в массу изделия при выполнении технологического процесса (например, материал сварочного электрода, припоя и т.д.);

- вспомогательный материал – материал, расходуемый при выполнении технологического процесса дополнительно к основному материалу (вспомогательными могут быть материалы, расходуемые при нанесении покрытия, пропитке, сварке (например, аргон), пайке (например, канифоль) и т.д.);

- полуфабрикат – предмет труда, подлежащий дальнейшей обработке на предприятии-потребителе;

- заготовка – предмет труда, из которого изменением формы, размеров, свойств поверхности и (или) материала изготавливают деталь;

- исходная заготовка – заготовка перед первой технологической операцией;

- комплектующее изделие – изделие предприятия-поставщика, применяемое как неизменяемая составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем.

Технологическая операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте. Рабочее место – это элементарная единица структуры предприятия, где размещены исполнители работы, обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, на ограниченное время оснастка и предметы труда.

Технологическая операция состоит из элементов, основными из которых являются:

- технологический переход – законченная часть технологической операции, выполняемая одними и теми же средствами технологического оснащения при постоянных технологических режимах и установке;

- вспомогательный переход - законченная часть технологической операции, состоящая из действий человека и (или) оборудования, которые не сопровождаются изменением свойств предметов труда, но необходимы для выполнения технологического перехода (например, закрепление заготовки, смена инструмента и т.п.);

- рабочий ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, сопровождаемого изменением формы, размеров, качества поверхности и свойств заготовки;

- вспомогательный ход - законченная часть технологического перехода, состоящая из однократного перемещения инструмента относительно заготовки, необходимого для подготовки рабочего хода;

- прием - законченная совокупность действий человека, применяемых при выполнении перехода или его части и объединенных одним целевым назначением;

- наладка – подготовка технологического оборудования и технологической оснастки к выполнению технологической операции (например, установка приспособления, переключение скорости или подачи в станке, настройка заданной температуры и т.п.).

Средства технологического оснащения – это совокупность орудий производства, необходимых для осуществления технологического процесса. В состав технологического оснащения входят:

- технологическое оборудование – средства технологического оснащения, в которых для выполнения определенной части технологического процесса размещаются материалы или заготовки, средства воздействия на них, а также технологическая оснастка (например, станки, прессы, литейные машины, гальванические ванны, испытательные стенды и т. д.);

- технологическая оснастка - средства технологического оснащения, дополняющие технологическое оборудование для выполнения определенной части технологического процесса (например, штампы, пресс-формы, приспособления, калибры, модели, литейные формы и т.д.);

- приспособление – технологическая оснастка, предназначенная для установки или направления предмета труда или инструмента при выполнении технологической операции;

- инструмент – технологическая оснастка, предназначенная для воздействия на предмет труда с целью изменения его состояния;

- измерительный прибор и мера – технологическая оснастка, используемая для определения состояния предмета труда.

Итоговый результат ТПП - это комплект технологической документации (КТД), разработанный технологическими подразделениями предприятия[11] в соответствии с требованиями Единой системы технологической документации (ЕСТД).

Единая система технологической документации – это комплекс государственных стандартов и рекомендаций, устанавливающих взаимосвязанные правила и положения по порядку разработки, комплектации, оформления и обращения технологической документации, применяемой при изготовлении и ремонте изделий (включая сбор и сдачу технологических отходов).

Государственные стандарты и рекомендации комплекса документов ЕСТД распределены по классификационным группам, приведенным в таблице:

КТД является совокупностью комплектов документов технологических процессов[12] и отдельных документов, необходимых и достаточных для выполнения технологических процессов при изготовлении и ремонте изделия или его составных частей.

Основными базовыми документами в технологической документации являются маршрутная карта (для предприятий с дискретным процессом производства) или технологический регламент (для предприятий с непрерывным процессом производства).

Маршрутная карта – это технологический документ, разрабатываемый по каждому из наименований деталей, входящих в конечное изделие, и предназначенный для маршрутного или маршрутно-операционного описания технологического процесса или указания полного состава технологических операций при операционном описании изготовления изделия (составных частей изделия), включая контроль и перемещения по всем операциям различных технологических методов[13] в технологической последовательности, с указанием данных об оборудовании, технологической оснастке, материальных и трудовых затратах (нормы расхода материальных и трудовых ресурсов).

Названные варианты описания технологических процессов различаются степенью детализации, а именно:

а) Маршрутное описание технологического процесса – это сокращенное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения без указания переходов и технологических режимов.

б) Операционное описание технологического процесса – это полное описание всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов. В случае использования операционного описания технологического процесса маршрутная карта дополняется документом под названием «Карта технологического процесса», который предназначен для операционного описания технологического процесса изготовления изделия (составных частей изделия) в технологической последовательности по всем видам формообразования, обработки, сборки с указанием переходов, технологических режимов и данных о средствах технологического оснащения, материальных и трудовых затратах.

в) Маршрутно-операционное описание технологического процесса – это сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других технологических документах.

В результате ТПП на предприятиях с дискретным процессом производства можно получить следующие данные, необходимые для дальнейших технико-экономических расчетов:

1) Технологический маршрут движения детали, по которому однозначно определяются следующие данные:

- в каких цехах, на каких участках этих цехов и на каких рабочих местах этих цеховых участков конкретная деталь должна будет пройти какие технологические операции, чтобы заготовка приобрела требуемые чертежом форму и свойства детали;

- в каких цехах, на каких участках этих цехов, на каких рабочих местах этих цеховых участков и посредством каких технологических операций из отдельных деталей должно быть собрано конечное изделие;

- изготовление каких деталей невозможно и/или нецелесообразно осуществлять на собственном предприятии, следует передать для изготовления сторонней организации;

- на каком технологическом оборудовании и с помощью какой технологической оснастки (приспособлений и инструмента) должны быть выполнены предусмотренные технологические операции;

- с помощью каких измерительных приборов и/или мерительного инструмента должно контролироваться состояние предмета труда на каждой технологической операции.

2) Нормы расхода основных и вспомогательных технологических материалов на деталь (нормы расхода вспомогательных материалов в определенных случаях в зависимости от особенностей технологических процессов могут устанавливаться сразу на изделие в целом).

Данные нормы относятся к разряду технологических норм расхода материалов, разрабатываемых в процессе технического нормирования.

Технологическая норма – это регламентированное значение показателя технологического процесса. Техническое нормирование – это установление технически обоснованных норм расхода производственных ресурсов. (Под производственными ресурсами понимаются энергия, сырье, материалы, рабочее время и т.д.). Техническое обоснование заключается в том, что при нормировании учитывают технические возможности и конструкцию используемых средств технологического оснащения, технологию, организацию рабочих мест, другие технические и организационные условия. В процессе технического нормирования необходимо стремиться к тому, чтобы разрабатываемые технологические нормы расхода производственных ресурсов были прогрессивными и объективными. Прогрессивность нормы определяется степенью учета при ее разработке современных требований техники, технологии и организации производства, передовых приемов и методов труда. Объективность заключается в том, что норма должна быть единой для одних и тех же операций и работ, выполняемых в одинаковых условиях независимо от способностей отдельных исполнителей.

Норма расхода материалов – это максимально допустимое плановое количество материалов (как основных, так и вспомогательных) на производство единицы продукции (работы) установленного качества в планируемых условиях производства. Из приведенного определения следует, что нормы расхода материалов измеряются в натуральных единицах. В составе нормы расхода материала следует учитывать: а) полезный расход материала, б) технологические отходы, обусловленные установленной технологией производства, в) потери материалов. К полезному расходу материалов на единицу продукции относят то его количество, которое овеществлено в этом изделии. К технологическим отходам материала относят то его количество, которое не овеществлено в изделии, но затрачено на его производство. К потерям материалов следует относить количество материала, безвозвратно теряемое в процессе изготовления изделия. В норму расхода материалов не включаются: а) отходы и потери, вызванные отступлениями от установленных технологических процессов и организации производства и снабжения (например, потери материала при транспортировании и хранении), б) отходы и потери, связанные с отступлением от предусмотренного сортамента, требований стандартов и технических условий.

Для разработки норм расхода материала используются расчетно-аналитический или опытный методы.

При расчетно-аналитическом методе полезный расход материала, принимаемый за основу при расчете, устанавливают по номинальным размерам детали с учетом средней величины допуска на размер. Основной исходной информацией при расчете норм расхода материалов являются: чертежи деталей, сборочных единиц, спецификации; нормативы расхода материалов на единицу обрабатываемой поверхности, длины, массы или других параметров; нормативы отходов и потерь.

Опытный метод разработки норм расхода материалов заключается в определении затрат материалов, необходимых для производства изделий, на основе данных измерений полезного расхода, технологических отходов и потерь, определяемых в лабораторных условиях или непосредственно в условиях производства.

3) Коэффициент использования материала, который материала характеризует степень использования материала и определяется отношением полезного расхода к норме расхода материалов, установленной на производство единицы продукции (работы). Данный коэффициент служит для оценки уровня прогрессивности установленных норм расхода материалов на производство единицы продукции и экономичности конструкций изделий (по сравнению с достигнутым уровнем соответствующих показателей образцов передовой отечественной и зарубежной техники). Можно производить подобную оценку и с помощью показателей, определяемых как отношение соответствующих норм расхода материала на единицу изделия к выбранному параметру, его технической характеристике (например, мощности, грузоподъемности, производительности).

4) Подетально-пооперационные трудовые нормы (нормированная технологическая трудоемкость).

Данные нормы как и нормы расхода материалов относятся к технологическим нормам, разработанным по правилам технического нормирования.

Трудовая норма – это регламентированные затраты труда на выполнение различных элементов и комплексов работ персоналом предприятия. Нормированная технологическая трудоемкость (норма времени) – это величина затрат рабочего времени основных производственных рабочих, установленная для выполнения единицы работ технологического процесса или изготовления единицы продукции работниками соответствующей квалификации в определенных организационно-технических и природно-климатических условиях.

В ряде случаев может устанавливаться не норма времени, а обратная ей величина – норма выработки. Норма выработки – это установленный объем работы (количество единиц продукции), который один или группа работников соответствующей квалификации обязаны выполнять за определенный период времени (час, смену, день, месяц и т.п.) в определенных организационно-технических и природно-климатических условиях. Она измеряется в натуральных единицах. В общем случае норма выработки Н_в определяется по формуле:

Н_в = Т / Н_вр х Ч, где

Т – период (час, смена, день, месяц), на который устанавливается норма выработки в тех же единицах, что и норма времени Н_вр;;

Н_вр - норма времени на изготовление единицы продукции (выполнения единицы работы);

Ч – количество исполнителей, участвующих в выполнении данной работы.

Норма времени (выработки) может быть:

- операционной (индивидуальной, дифференцированной) – установленной на отдельную технологическую операцию;

- комплексной (сводной) - на единицу конечного измерителя определенного комплекса взаимосвязанных, но разных по технологии и трудоемкости работ, например, в лесной промышленности на 1 куб. метр древесины (валка-трелевка-обрубка-погрузка), в машиностроении – на сборку единицы одноименной продукции.

В практике технического нормирования для расчета норм времени используют так называемую классификацию затрат рабочего времени исполнителя, которая представлена в таблице:

Все виды затрат рабочего времени делят на необходимые (нормируемые) и лишние (ненормируемые). В техническую норму включают тольконеобходимые затраты времени работы и в размере, позволяющем наиболее производительно выполнять данную работу. В частности, регламентированные перерывы включаются в норму в строго необходимых размерах, нерегламентированные – полностью исключаются и должны быть устранены правильной организацией труда и укреплением трудовой дисциплины.

Способы определения необходимых затрат времени называются методами нормирования труда. Основным методом нормирования труда на предприятии является аналитический метод, который подразделяется на аналитически-расчетный и аналитически-исследовательский. Также существует и суммарный метод технического нормирования труда.

При аналитически-расчетном методе необходимые затраты времени на производственную операцию или ее отдельные элементы определяются на базе нормативных материалов, к которым относятся нормативы режимов работы оборудования, нормативы времени, нормативы времени на отдых. Эти нормативные материалы разрабатываются применительно к усредненным или типизированным условиям выполнения работы специализированными научно-исследовательскими организациями для последующего многократного использования при расчете норм затрат труда. С использованием нормативных материалов для нормирования труда на предприятии или рабочем месте устанавливаются трудовые нормы применительно к конкретным условиям выполнения данной работы. Использование указанных нормативов по труду существенно сокращает затраты времени на трудовое нормирование на предприятиях.

Нормативы режимов работы оборудования – это регламентированные величины параметров работы оборудования (скорости резания, подачи, движения и т.п.), обеспечивающие наиболее эффективное его использование. Зная, какой вид обработки на каком оборудовании необходим, какие будут применены инструменты, каковы особенности конструкции подлежащей обработке детали, каковы свойства материала и т.п. на основе данных нормативов выбираются оптимальные режимы работы оборудования, в соответствии с которыми определяют машинно-автоматическое и машинное время выполнения работы.

Нормативы времени – это расчетные величины затрат труда на выполнение:

а) отдельных элементов работы таких как отдельные трудовые приемы, действия, движения (эти нормативы носят название дифференцированных или микроэлементных нормативов, разработанных в процессе микроэлементного нормирования, основанного на том, что самые сложные и многообразные трудовые действия являются комбинациями простых (первичных) элементов (например, переместить, взять, повернуть и т.д.); микроэлемент состоит из одного или нескольких движений, выполняемых непрерывно, и представляет такой элемент трудового процесса, который дальше расчленять нецелесообразно,

б) строго фиксированного по составу и последовательности осуществления комплекса трудовых приемов разного технологического назначения (данные нормативы носят название укрупненных, разрабатываются на основе микроэлементных нормативов и могут устанавливаться на технологические проходы, переходы, единицу поверхности, операцию) при наиболее рациональных организационно-технических условиях с обязательным использованием лучшего опыта рабочих.

Нормативы времени предназначены для нормирования ручных работ и ручных элементов машинно-ручных, машинных и машинно-автоматных производственных процессов. Разновидностью нормативов времени являются типовые нормы, которые устанавливаются на выработку единицы продукции в условиях типового технологического процесса.

Нормативы режимов работы оборудования и времени делятся на общепромышленные (межотраслевые), отраслевые и местные (заводские). Общепромышленные (межотраслевые) нормативы предназначены для нормирования работ, имеющих широкое применение в различных отраслях. По ним устанавливаются нормы затрат труда на производственные операции и технологические процессы с типовыми условиями организации труда и производства (станочные, сварочные, слесарные, кузнечные и др.), присущими различным отраслям. Общепромышленные (межотраслевые) нормативы являются наиболее прогрессивными, так как учитывают передовой опыт работы, накопленный по всей промышленности страны, а не на отдельном предприятии отрасли. Отраслевые нормативы разрабатываются на работы, характерные для данной отрасли. Применяются они на родственных предприятиях той или иной отрасли с учетом присущих ей особенностей в технике, технологии, масштабах и организации производства и труда. Местные (заводские) нормативы разрабатываются на специфические виды работ для одного или группы предприятий, не вошедшие в отраслевые или общепромышленные нормативы. Они создаются самими предприятиями или привлеченными ими специализированными организациями путем изучения специально на рабочих местах применяемых технологических режимов работы оборудования и затрат рабочего времени применительно к существующим организационно-техническим условиям производства.

Нормативы затрат времени на отдых разработаны НИИ труда на основании методики, созданной по результатам проведенных психофизиологических исследований. В основу методики положена зависимость затрат времени на отдых от утомляемости исполнителей. В качестве факторов утомляемости, т.е. тех элементов производственной среды, которые оказывают влияние на изменение работоспособности человека в течение рабочего дня, были приняты физические усилия; нервное напряжение; темп работы; рабочее положение; монотонность работы; температура, влажность, тепловое излучение в рабочей зоне; загрязненность воздуха, производственный шум, вибрация, вращение и толчки, освещение. По каждому фактору утомляемости установлены нормативы времени на отдых в процентах к величине затрат оперативного времени.

Различают 4 вида физических усилий: незначительные, средние, тяжелые и очень тяжелые. Норматив времени на отдых по физическим усилиям установлен в пределах от 1 до 9 % оперативного времени.

Различают 3 вида нервного напряжения, для каждого из которых устанавливается норматив на отдых в пределах от 1 до 5 % оперативного времени.

Различают умеренный, средний и высокий темпы работы. Норматив на отдых установлен в пределах от 1 до 4 % оперативного времени.

Монотонность бывает незначительной, средней и повышенной. Норматив на отдых установлен от 1 до 3 % оперативного времени.

Утомление исполнителя работ, обусловленное влияние температуры, влажности и теплового излучения в рабочей зоне, компенсируется отдыхом в пределах от 1 до 5 % оперативного времени.

С учетом содержания посторонних примесей в кубическом метре или литре воздуха, а также характера их воздействия на организм человека норматив на отдых установлен от 1 до 5 % оперативного времени.

Различают шум умеренный, повышенный и сильный. Норматив на отдых установлен от 1 до 4 % оперативного времени.

Различают 3 степени влияния вибрации, вращения и толчков на организм человека: повышенное, сильное и очень сильное. Норматив на отдых установлен от 1 до 4 % оперативного времени.

Если освещенность является недостаточной, плохой или ослепляющей, норматив на отдых в зависимости от этого фактора устанавливается в размере от 1 до 2 % оперативного времени.

При аналитически-исследовательском методе нормирования труда необходимые затраты времени на каждый элемент производственной операции и на операцию в целом определяются на основе исследования этих затрат непосредственно на рабочих местах путем наблюдения и их анализа. Существует несколько основных методов наблюдения: фотография рабочего дня, метод моментных наблюдений, хронометраж.

Под фотографированием рабочего дня в нормировании труда понимают изучение путем наблюдения и измерения всех без исключения затрат времени на протяжении полного рабочего дня или определенной его части. Существует два вида фотографирования рабочего дня: выполняемое самим исполнителем работ (самофотографирование) и выполняемое нормировщиком, мастером или технологом. Оба вида могут быть применены как к отдельным исполнителям работ, так и к их группам. При этом фотографирование рабочего дня одинаково применимо как к рабочим, так и к служащим, руководителям и специалистам. С точки зрения целевой установки фотографирование рабочего дня имеет несколько разновидностей: индивидуальное, бригадное, групповое, маршрутное, фотографирование рабочего дня многостаночников. Индивидуальное фотографирование рабочего дня применяется в тех случаях, когда необходимо изучить затраты рабочего времени одним конкретным исполнителем работ. То же самое назначение имеет фотографирование рабочего дня многостаночника. Но материалы фотографирования рабочего дня многостаночника используются также для получения данных, позволяющих рассчитать норму обслуживания оборудования одним рабочим при рациональной его загрузке и бесперебойной работе машин, которые он обслуживает. Маршрутное фотографирование служит для изучения затрат рабочего времени группой исполнителей, объединенных выполняемой работой, но находящихся на разных производственных участках. Маршрутное фотографирование применяется в том случае, когда по характеру работы исполнитель находится в движении. Наиболее широко распространено на предприятиях групповое и бригадное фотографирование рабочего дня. Оно позволяет изучать использование рабочего времени исполнителями, объединенными в производственные бригады или работающими на одном участке производственной площади. В процессе фотографирования рабочего дня результаты наблюдений заносятся в специальную фотокарту текстом, индексом или линией на графике. При самофотографировании процесс наблюдения состоит в том, что исполнитель работ сам записывает в специальную карточку размеры потерь рабочего времени с указанием причин, их вызывающих.

Метод моментных наблюдений - это статистический способ получения средних данных о фактической загруженности рабочих и оборудования; он используется для изучения затрат рабочего времени рабочими и степени использования ими оборудования по времени его работы. При помощи моментных наблюдений изучаются также потери рабочего времени служащими, руководителями и специалистами. Моментные наблюдения осуществляются в процессе обхода. Наблюдатель, следуя по определенному маршруту, фиксирует в наблюдательном листе точкой, линией или индексом то, что происходит на данном рабочем месте в момент его посещения. До начала наблюдений заполняется лицевая сторона наблюдательного листа. Здесь записывается: объем наблюдений; количество обходов, маршрут обходов, время начала обходов, перечень затрат рабочего времени, подлежащих исследованию. Кроме того, определяется время на один обход, намечаются фиксажные пункты, при достижении которых наблюдатель делает соответствующую пометку в наблюдательном листе. При проведении моментных наблюдений большое значение имеет их объем, т.е. число человеко-моментов, которое необходимо зафиксировать. Это обусловлено тем, что согласно теории вероятностей (закон больших чисел) главным условием достоверности выводов о результатах наблюдений является достаточно большое их количество. Число необходимых моментов определяется по специальным формулам.

Хронометраж – способ наблюдения, при котором изучаются циклически повторяющиеся элементы оперативной, а также отдельные элементы подготовительно-заключительной работы или работы по обслуживанию рабочего места. Хронометраж может быть непрерывным (сплошным), когда по текущему времени замеряются все элементы оперативного времени, циклически повторяющиеся в определенной последовательности; выборочным, если замеряются лишь отдельные элементы (приемы работы) операции, независимо от последовательности их выполнения; и цикловым, когда исследуются элементы производственной операции, имеющие очень малую продолжительность, что не позволяет делать визуальные их замеры без объединения в группы, каждая из которых в цикле периодически повторяется в определенной последовательности.

При суммарном методе нормирования труда его норма определяется в целом на всю работу или операцию без расчленения ее на элементы, трудовой процесс не анализируется, рациональность приемов, методов труда и затраты времени на их выполнение не изучаются. Этим методом норму определяют: путем экспертных оценок или на основе личного опыта нормировщика (опытный метод); по данным оперативного и статистического учета фактических затрат времени на аналитическую работу в прошлом (статистический); путем сравнения сложности и объема нормируемой работы с аналогичной работой, выполняющейся ранее (сравнительный метод).

4) Возможность рассчитать размер партии деталей (если технологический процесс предполагает возможность и/или необходимость партионного запуска деталей в обработку). Производственная партия (партия деталей) – это предметы труда (детали) одного наименования и типоразмера, запускаемые в обработку в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени на операцию.

5) Ведомость покупных полуфабрикатов и кооперирован<