Технологічність одиничного виробу і конструкції

Оценка технологичности единичного продукта производится по двум группам показателей: технологическим и технико-экономическим (рис. 1.16).

Из рисунка видно, что группа технологических показателей характеризует продукцию по величине технологической базы, параметрам технологических переделов и т.п., а группа технико-экономических показателей характеризуется величиной затрат, необходимых для обеспечения технологических требований.

При изготовлении и монтаже строительных конструкций может быть несколько баз: технологическая (по отношения к которой изготавливают изделие), монтажная (по отношению к которой монтируют изделие), измерительная (по отношению к которой контролируют размеры) и т.д.

Технологическая база конструкции – это совокупность поверхностей и линий, относительно которых ориентируются другие поверхности и детали в процессе ее изготовления и обработки. Технолог при разработке процесса обязан обеспечить требуемую конфигурацию, достаточную чистоту и точность изготовления изделия и конструкции. Следовательно, технолог должен выбрать такую технологическую базу, при которой можно получить максимальную готовность изделия с минимальными затратами. Например, при формовании бетонных изделий технологической базой являются днище и борта оснастки, которые обеспечивают ориентацию сторон будущего изделия. Правильно выбранная технологическая база дает возможность обеспечить выпуск изделий и конструкций с заданными параметрами.

Геометрические параметры изделий и конструкций характеризуются площадью, длиной и шириной технологической базы, а также приведенной к этой базе толщиной (высотой) конструкции.

Требования технологических переделов характеризуют качества материала и изделия, позволяющие обеспечивать условия технологических режимов. Например, при изготовлении металлических элементов предусмотренный в конструкции материал должен обладать определенной свариваемостью, обеспечивающей надежное, сварное соединение. В процессе формования бетонных изделий бетонная смесь должна обладать необходимыми свойствами удобоукладываемости.

Материалоемкость изделия может быть абсолютной, структурной и удельной.

Абсолютная материалоемкость показывает норму расхода материалов N_P на изделие, тм³, его чистую массу Q_Ч, т и степень использования материалов, характеризующуюся коэффициентом использования:

.

В общем случае суммарная абсолютная норма расхода материала на изделие равна:

,

Где норма расхода арматуры , бетона и закладных деталей .

Структурная материалоемкость показывает удельный вес отдельных групп материалов в общей материалоемкости изделий. Изделия из железобетона включают в себя бетон, арматуру и закладные детали. Структурная материалоемкость равна:

,

Где - доля соответствующего i-го материала в общей материалоемкости (коэффициент структурной материалоемкости);

R – число видов материалов.

Удельная материалоемкость представляет собой структурную материалоемкость, приведенную к физической единице измерения определенного типа конструкций (м, м², м³).

Трудоемкость изготовления – это показатель, отражающий затраты труда на изготовление изделия и конструкции на конкретной технологической линии с учетом ее производительности.

На стадии проектирования технологических процессов трудоемкость может быть определена аналитическим путем, например расчетом по аналогу. Например, по фактическим данным заводов сборного железобетона построены номограммы трудоемкости изготовления изделий (рис. 1.19).

Изменение трудоемкости в зависимости от формы организации процесса (характеризующейся количеством постов) m и производительности технологической линии N для изделий длиной 6 м выражается криволинейной поверхностью ABCI EK, а изделий длиной 12 м - поверхностью ABCD. Заштрихованными линиями показано пересечение поверхности с плоскостями, параллельными плоскости Nom, отстоящими от начала системы координат на различную масштабную величину трудоемкости. Например, линия аа^/ характеризует величину трудоемкости в 6 чел.-ч/м³; линия вв^/ - 4,5 чел.-ч/м³ и линия гг^/ - 3 чел.-ч/м³.

Точность изготовления изделий и конструкций зависит от регламентации погрешностей процессов с учетом возможных систематических и случайных ошибок. Для нормирования ошибок принимаются допуски конструкторского и технологического типов. Конструкторские допуски на размеры принимаются в процессе проектирования изделий и указываются на рабочих чертежах. Технологические допуски и размеры принимаются на стадии технологического проектирования и обеспечиваются выбором технологической и измерительной базы конструкции, точностью и чистотой поверхности оснастки, точностью работы оборудования.

Чистота обработки поверхностей изделий характеризуется размерами неровностей на их поверхности, образующихся независимо от метода обработки.

Транспортабельность сводится к обеспечению прочности изделия, с учетом дополнительных усилий, вызванных условиями транспортирования и складирования.

Пример технологического анализа многопустотных панелей перекрытия, армированных стержнями или высокопрочной проволокой, с целью установления эффективности производства приведены в табл. 1.

Таблица

Сравнительная технологическая оценка железобетонных конструкций идентичного назначения по технико-экономическим показателям, % к аналогу (шестипустотные плиты, армированные стержневой арматурой)

Показатель	Панели перекрытия
Шестипустотные	Трехпустотные
Стержневая арматура	Высокопрочная проволока	Стержневая арматура	Высокопрочная проволока
1. Материалоемкость: а) расход материала (бетон), м^3
б) арматуры, кг		64,5	86,5	64,5
в) затраты на материалы, грн			76,5
г) удельная материалоемкость, грн		128,8	77,4	96,1
д) коэффициент прогрессивности		98,3	84,3
2. Трудоемкость
3. Точность обработки
4. Чистота обработки
5. Сложность армирования
6. Сложность формования
7. Всего по себестоимости изготовления изделий			86,2	98,2

При анализе технологических показателей, по расходу бетона и приведенной толщине изделий (при прочих равных других показателях) предпочтение следует отдавать трехпустотным панелям, армированным стержнями (марка бетона М200, класс В15) и высокопрочной)М300, В25) проволокой. Однако исходя из анализа технико-экономических показателей наиболее перспективными можно считать трехпустотные панели, армированные стержневой арматурой, у которых прогнозируемая технологическая себестоимость составляет 86,2% аналога (шестипустотных панелей, армированных стержневой арматурой).

Технологичность комплекта изделий (на отдельный дом, квартал) дополнительно может быть оценена степенью его соответствия производственным возможностям конкретных заводов или технологических линий.

3.1.3. Технологічність виготовлення комплекту виробів і конструкцій.

Комплект железобетонных, стальных, алюминиевых, деревянных и др. изделий для здания включает широкую номенклатуру изделий.

В современных условиях на предприятиях стройиндустрии увеличивается ассортимент изделий и конструкций по функциональному назначению и конструктивным особенностям, используются новые материалы, производятся новые типы изделий с вариантными свойствами, позволяющими более полно удовлетворить возрастающие запросы потребителей.

Такие процессы приводят к противоречию между первоначальной ориентацией предприятия, заложенной при его создании, и ситуацией, возникающей через определенный срок эксплуатации. Кроме отработки на технологичность единичных изделий требуется оценивать технологичность комплекта изделий, т.е. его приспособленность для изготовления на данном предприятии в комплекте и по срокам поставки. Для выполнения такой задачи требуется начать с расширенной технологической классификации заводской продукции (например – сборных ж/бетонных изделий).

Таблица

Технологическая классификация комплекта материалов, изделий и конструкций

Классификация	Обозначение	Признаки и общность
Марка	М	Индивидуальный признак. Изделия одной марки взаимозаменяемы (например, панели одних геометрических размеров с окном одного размера и расположения)
Укрупненная марка	УМ	Группа марок, внутри которых переход от изготовления одного изделия к другому не требует дополнительных затрат времени, труда (например, панели, отличающиеся местами закрепления к арматурным каркасам закладных деталей)
Технологическая группа	ТГ	Группа укрупненных марок, приспособленная для изготовления в одной переналаживаемой оснастке (форме, кондукторе, матрице)
Технологичный класс изделий	ТК	Совокупность технологических групп изделий, обладающая конструктивно-технологической общностью, что позволяет изготавливать изготавливать эти изделия на единой технологической линии, по единой технологии (например, керамзитобетонные однослойные панели различных типоразмеров)
Тип изделий	Т	Совокупность технологических классов изделий одного функционального назначения (например, панели наружных стен жилых зданий)

Используемые в номенклатуре технологические классы изделий (ТК) позволяют выбрать заводы-изготовители, а если окажется, что заводы не приспособлены для выпуска этих изделий, то определить средства на их создание, реконструкцию или изменить в проекте типы изделий. При этом происходит привязка ТК изделий к технологическим линиям.

Технологичность будет характеризовать не общие затраты на изготовление продукции, а лишь ту их часть, которая образуется на рассматриваемом этапе ее изготовления. В эту характеристику будут учитываться те единовременные и текущие затраты, которые зависят от номенклатуры изготовляемой продукции: заработная плата с начислениями, часть накладных расходов, дополнительная оснастка и оборудование, затраты и потери на переналадку оборудования и на изменение мощности предприятия.

Оценка технологичности комплекта продукции заводского производства может быть произведена по четырем факторам.

1. По степени использования мощности отдельных производственных линий, зависящей от особенностей изготавливаемой продукции, т.е. изменения загрузки основного оборудования. Мощность любой поточной производственной линии может быть выражена формулой, ед. прод/год:

,

Где Т – темп потока, т.е. количество съемов готовой продукции с единицы оборудования i-той производственной линии в течение часа;

F_i – плановый фонд времени работы оборудования в течение года без выходных, праздничных дней и запланированных простоев оборудования для проведения плановых ремонтов, ч;

q_i – максимальная, технически достижимая загрузка единиц оборудования (ед. прод/ед. обор.);

- фактический коэффициент загрузки оборудования при изготовлении продукции заданной номенклатуры в условиях предприятия (доли единицы).

Стоимостной показатель, характеризующий технологичность продукции для отдельно взятой технологической линии будет равен, грн./ед. прод.:

,

Где С – себестоимость продукции на предприятии, средняя по отрасли, грн/м³; - коэффициент условно-постоянных затрат в себестоимости продукции.

2. По изменению мощности предприятия (как совокупности мощности линий) при изготовлении комплектов продукции. Мощность предприятия, на котором имеется n технологических линий, будет отличаться от суммы мощностей этих линий, ед. прод/год:

,

Где - коэффициент технически достижимой мощности i-линии, учитывающий необходимость изготовления комплекта изделий. Этот коэффициент является следствием определенного соотношения в потребности изделий различных типов для возводимых строительных объектов. Эти соотношения будут изменяться в связи с последовательностью возведения разных объектов и стадией их возведения. Например, если завод поставляет панели для жилых домов, то количество панелей для наружных стен, приходящееся на 1 м² общей площади дома, будет изменяться при переходе от многосекционных к башенным зданиям на различных этапах возведения зданий. При этом одна из линий завода, выпускающая изделия, в которых испытывается наибольшая потребность в данное время, будет иметь максимальную загрузку, а остальные окажутся недозагруженными. При постоянной (текущей) изменчивости номенклатуры продукции будет изменяться и загрузка линий. В качестве расчетной величины следует принимать среднегодовую загрузку. Максимальное фактическое значение (при полной загрузке линии) принимается меньше единицы, поскольку следует учитывать также и объективные внешние, случайные факторы, которые будут снижать мощность линии. Для домостроительных заводов рекомендуется максимальное значение этого коэффициента принимать:

Для эталонного значения

;

Для фактического значения

.

Дополнительные затраты, характеризующие технологичность продукции и зависящие от изменения мощности предприятия в целом, будут равны:

.

3. По изменению затрат на переналадку оборудования. Годовой объем и характер переналадок будут зависеть от состава и структуры продукции завода, которые, в свою очередь, определяются разделением изделий по классификационным группам. Чем меньше будет технологических групп и укрупненных марок, тем меньше будет переналадок и затрат на них. Количество и характер переналадок определяются при разработке технологического проекта. Затраты на них зависят не только от распределения изделий по классификационным группам, но и от конструктивного решения оборудования и машин на линии, т.е. от конкретных производственных условий. При различных номенклатурах продукции будут изменяться затраты на осуществление переналадок, возможно появится необходимость в приобретении дополнительного оборудования и технологической оснастки (в том числе форм), потребуется устройство складов для хранения запасного парка форм, постов переналадки и т.п.

Сопоставление требуется вести с ситуацией, когда на данной технологической линии изготовляется продукция, не требующая переналадок. При этом все затраты, связанные с переналадками, будут условно дополнительными. Затраты, связанные с осуществлением переналадок технологической оснастки (третий фактор) на i-той линии, будут равны, грн/ед. прод:

,

Где - затраты на выполнение переналадок в течение года; - годовые затраты на содержание склада форм и оснастки, постов переналадки, транспортирование форм и оснастки и др.; - годовые амортизационные отчисления со стоимости производственных фондов; - удельные единовременные затраты на приобретение дополнительного парка технологической оснастки, оборудования, устройства склада форм и постов переналадки, включая стоимость занятой ими дополнительной производственной площади.

По предприятию в целом затраты, связанные с производством переналадок и характеризующие технологичность продукции, составляют:

.

4. По затратам, связанным с относительной сложностью изготовления изделий (четвертый фактор). В зависимости от конструктивного решения и используемых материалов изделия одного функционального назначения (одного типа) могут требовать при изготовлении различных затрат, входящих в расчетную себестоимость. Разница между этими затратами и аналогичными затратами, подсчитанными для эталонного решения, будут характеризовать относительную сложность изготовления изделий, т.е. относительную технологичность. Тогда для одной линии, специализированной для изделий одного технологического класса, рассматриваемый показатель будет равен, грн./ед. прод.:

,

Где - расчетная себестоимость изготовления изделий на i-той линии завода; - аналогичные затраты для эталонного решения.

В качестве эталона принимается одно из известных конструктивных решений, которое в наибольшей мере отвечает технологии, принятой на рассматриваемой линии, а следовательно – с наименьшей расчетной себестоимостью.

Для комплекта продукции, изготовляемой заводом

;

,

Где - коэффициент, отражающий долю продукции, изготовляемой на i-той линии в комплекте продукции, выпускаемой заводом; и - объем продукции в комплекте в целом и объем продукции, изготовляемой на i-той линии, м³, т, м.

Общий стоимостной показатель, характеризующий технологичность комплекта продукции, выпускаемой заводом, определяется как сумма показателей по каждому фактору:

.

Полученный стоимостной показатель характеризует технологичность комплекта продукции. Дополнительные затраты, связанные с усложнением изделий, не должны увеличивать расчетную себестоимость более чем на 20%. Показатели технологичности продукции должны служить основой повышения качества проектных разработок и конкретно могут быть использованы: для корректировки проектных решений объемно-планировочных и конструктивных параметров зданий, сооружений, их частей и элементов в процессе проектирования, если оценочный индекс технологичности будет низким.

Дата добавления: 2014-01-11