Тех. процесс

Первые достоверно знаменитые технологичные процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью описали по операциям порядок приготовления пива. С той поры способы описания технологий производства пищевых продуктов, инструментов, домашней посуды, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, неоднократно усложнились и улучшались. Современный тех. процесс состоит из десятков, сотен и даже тысяч некоторых операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той либо другой технологии- это сложно выбор тех либо других станков, инструмента и оснастки. Необходимо также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и материальных показателей.

Обозначение и характеристика

ГОСТ даёт научно строгое, но сформулированное чрезмерно сухим и наукообразным языком обозначение тех. процесса. Если мы говорим о понятии тех. процесса более простым языком, то тех. процесс — это совокупность построеных в конкретном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними выполняют некоторые действия, в большинстве случаев осуществляемые механизмами. Тех. процесс нет сам по себе, а считается важнейшей частью более общего процесса производства, включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Схема тех. процесса

Технологи на предприятии занимают очень важное положение. Они считаются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит осуществлять эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмасу и прочие материалы. При разрабатывании техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Собственно техпроцесс и считается той точкой, в которой сходятся требования этих всех подразделений и находится баланс между ними.

Описание тех. процесса должно содержаться в подобных документах, как:

• Маршрутная карта — описание большого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного места работы к иному или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более детальное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, применяемые инструменты.
• Технологическая карта — документ самого невысокого уровня, имеет самое детальное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры данных процессов, рабочие чертежи и применяемая оснастка .

Технологическая карта даже для обычного с первого взгляда изделия может собой представлять довольно толстый том.

Чтобы сравнить и измерения тех. процессов серийного производства используются следующие характеристики:

• Цикл технологичной операции — продолжительность (меряется в секундах, часах, днях, месяцах) операции, повторяющейся с конкретной периодичностью. Отсчитывается от момента начала операции до момента ее завершения. Продолжительность цикла не зависит от числа заготовок или деталей, обрабатываемых одномоментно.
• Такт выпуска изделия – временной промежуток, через который выпускается это изделие. Рассчитывается как отношение времени, за которое выпускается некоторое количество изделий, к этому количеству. Так, если за 20 минут выпустили 4 изделия, то такт выпуска будет равным 20/4=5 минут/штуку .
• Ритм выпуска – величина, обратная такту, устанавливается как число изделий, производимых в единицу времени (секунду, час, месяц и т.п.).

В дискретном производстве подобные характеристики тех. процессов не находят использования ввиду небольшой повторяемости изделий и длительных сроков их выпуска.

Производственная программа — собой представляет перечень наименований и учетных номеров выпускаемых изделий, причем для каждой позиции приводится объемы и сроки выпуска.

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она имеет:

• Список выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате конкретного объема выпускаемых изделий.
• Кол-во запчастей к каждой позиции в рамках процесса поддержки цикла жизни изделий.
• Детальную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа считается разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды технических процессов

Классификация технических процессов проходит по нескольким показателям.

По условию частоты повторения при изготовлении изделий технологичные процессы разделяют на:

• единичный тех. процесс, создается для изготовления уникальной по конструктивным и технологическим показателям детали или изделия;
• стандартной техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по собственным конструктивным и технологическим свойствам. Единичный техпроцесс, со своей стороны, состоит из набора стандартных технических процессов. Чем больше стандартных технических процессов используется на предприятии, тем меньше расходы на подготовку производства и тем выше финансовая результативность предприятия;
• групповой техпроцесс готовится для деталей, самых разных конструктивно, но сходных технологически.

Пример стандартного тех. процесса

По условию новизны и инновационности отличают такие разновидности тех. процессов, как:

• Обычные. Главные технологичные процессы применяют классические, выверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Подобные процессы применяют самые новые технологии, материалы, инструменты, отличительные для фирм — отраслевых лидеров.

По условию степени детализации есть такие виды тех. процессов:

• Маршрутный техпроцесс выполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: список операций, их очередность, класс или группа оборудования которое применяется, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс имеет детализированную очередность обработки аж до уровня переходов, режимов и их показателей. Выполняется в виде операционной карты.

Пример маршрутной карты

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй мировой в Америке в условиях нехватки профессиональной рабочей силы. Подробные и детальные описания каждой стадии тех. процесса дали возможность привлечь к работе людей, не имевших производственного навыка и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, отлично обученного и достаточно умелого производственного персонала применение подобного варианта тех. процесса ведет к непроизводительным затратам. Порой появляется ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба техдокументации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за долгие годы работы собрали достаточный навык и приобрели достаточно необходимую квалификацию для того, чтобы без посторонней помощи выполнить очередность операций и подобрать рабочие режимы оборудования. Таким фирмам есть смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Есть и иные спецификации видов тех. процессов.

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства отличают подобные этапы написания тех. процесса, как:

• Сбор, обработка и изучение начальных данных.
• Обозначение ключевых решений в технологическом плане.
• Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования полезности).
• Документирование техпроцесса.

Этапы тех. процесса

Тяжело с первого раза отыскать технологичные решения, обеспечивающие и плановые сроки, и важное качество, и плановую отпускная цена изделия. По этому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.

Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют важные этапы разработки тех. процесса до той поры, пока не достигнут требуемых планом показателей.

Сущность тех. процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под влиянием внутренних или внешних в отношении к объекту условий.

Внешними факторами будут механичные, химические, температурные, радиационные влияния, внутренними — способность материала, детали, изделия противиться эти влияниям и хранить собственную исходную форму и фазовое состояние.

В ходе разработки техпроцесса технолог выбирает те наружные факторы, под влиянием которых материал заготовки или сырья изменит собственную форму, размеры или свойства поэтому, чтобы удовлетворять :

• техническим спецификациям на завершенное изделие;
• плановым критериям по срокам и объемам выпуска изделий;
• экономическим критериям, заложенным в бизнес-план предприятия.

За продолжительное время были выработаны ключевые принципы построения тех. процессов.

Принцип укрупнения операций

В данном случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения подобный поход позволяет сделать лучше точность обоюдного расположения осей и поверхностей которая обрабатывается. Подобный эффект достигается за счёт выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также облегчает внутреннюю логистику и уменьшает внутрицеховые затраты благодаря уменьшению числа установок и наладок рабочих режимов оборудования.

Очень важно это для больших и непростых деталей, установка которых забирает большое количество времени.

Принцип применяется во время работы на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простых переходов, наладка рабочих режимов обрабатывающего оборудования делается один раз, для первой детали серии, дальше оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.

Подобный подход продуктивен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной формы изделий.

Принцип даёт значительный эффект снижения относительной трудоемкости за счёт усовершенствованной организации мест для работы, совершенствования у рабочих опыта одинаковых движений по постановке-снятию заготовок, действий с инструментом и оборудованием.

Безусловное число установок при этом растет, но уменьшается время на настройку режимов оборудования, благодаря чему и достигается хороший результат.

Дабы получить этот хороший эффект, технологу придется побеспокоится о применении специальной оснастки и устройств, разрешающих быстро и, основное, точно ставить и снимать заготовку. Размер серии также должен быть существенным.

Деревообработка и металла

В работе одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и аналогичного материала можно сделать различными, порой сильно отличающимися один от одного методами.

На шаге конструкторско-технологической подготовки производства конструктора и технологи вместе прорабатывают пару вариантов описания тех. процесса, изготовления и очередности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по основным параметрам, насколько полно они удовлетворяют:

• техническим условиям на конечный продукт ;
• требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
• экономическим критериям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На другом шаге проходит сравнивание данных вариантов, из них подбирается хороший. Серьезное влияние на выбор варианта оказывает вид производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В данном случае подбирается вариант с небольшими издержками на разработку и создание специализированной оснастки, инструмента и устройств, с самым большим задействованием многофункциональных станков и настраиваемой оснастки. Впрочем исключительные требования к точности выполнения размеров или к эксплуатационным условиям, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут принудить использовать и собственно изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.

При серийном же выпуске процесс изготовления разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Тех. процесс улучшают с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и устройствами, дающими возможность уменьшить непроизводительные потери времени хотя бы на пару секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный финансовый эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком прикрепляют конкретные группы операций.

При массовом производстве размеры серий довольно большие, а выпускаются детали довольно длинный срок не подвержены конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит намного дальше. В данном случае технологически и экономически резонно закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а еще изготовление спецоснастки и использование отдельного инструмента для резки и средств измерений и контроля.

Оборудование в данном случае физически передвигают в цеху, располагая его в порядке движения операций в технологичном процессе

Средства выполнения тех. процессов

Тех. процесс есть в первую очередь в головах технологов, дальше он крепится на бумажном носителе, а на современных фирмах — в базе этих программ, которые обеспечивают процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматические средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности тех. процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в борьбе с конкурентами. При этом фирмам приходится одолевать сильное сопротивление квалифицированных технологов строй школы, привыкших за много лет писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Программа управления технологическим процессом

Современные программные средства дают возможность автоматично проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и востребованность, еще раз применять раньше написанные техпроцессы полностью или частично. Они увеличивают продуктивность труда технолога и значительно уменьшают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов тех. процесс превратился в реальность, нужны физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначается для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в территорию обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает большим сроком применения и может менять собственные функции в зависимости от использования той либо другой технологичной оснастки.

Технологическая оснастка в себя включает инструмент, литейные формы, штампы, устройства для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне совершения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его практичность. Она содержит более малый срок применения и порой собственно делается для определенной партии изделий либо даже для одного уникального изделия. При разрабатывании технологии следует шире использовать многофункциональную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Тем более это важно на дискретных производствах, где цена оснастки не делится на всю серию, а полностью ложится на отпускная цена одного изделия.

Инструмент предназначается для оказания непосредственного физического влияния на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и прочих показателей до заданных в технических условиях.

Технолог при подборе инструмента должен принять во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и многосторонность. Часто бывает, что весьма дорогостоящий инструмент дает возможность без его замены выпустить больше во много раз продукции, чем недорогой аналог. Более того, современный многоцелевой и скоростной инструмент даст возможность также уменьшить время машинной обработки, что тоже прямо ведет к уменьшению себестоимости. Из года в год технологи приобретают все больше экономических знаний и способностей, и написание техпроцесса из дела чисто технологического преобразуется в серьезный инструмент увеличения конкурентоспособности предприятия.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.