1. Принципы организации производства сварных конструкций
Глава II. Организация сварочного производства
1. Принципы организации производства сварных конструкций
Высокая экономическая эффективность сварных конструкций в отрасли тяжелого машиностроения и непрерывный рост их применения требуют развития мощностей для их производства. Переход от отдельной сварочной операции, имеющей вспомогательный характер (заварка дефектов отливок и поковок, ремонт изношенных деталей и т. д.), к самостоятельному производству проходил через все формы организации производства — рабочее место сварщика, участок, сварочный цех, блок цехов сварных машиностроительных конструкций, завод-центросвар.
Производственные подразделения (цехи, отделения) по производству сварных конструкций создают по трем основным принципам:
технологическому, когда участки цехов и отделений организованы по видам технологических операций и на них изготовляют разнообразные изделия;
предметному, когда на участках изготовляют до определенной степени готовности изделия однородной номенклатуры с выполнением различных технологических операций;
смешанному, когда цехи, образованные по технологическому принципу, имеют в своем составе предметно-замкнутые участки или же в цехах, образованных по предметному принципу, имеются участки, на которых выполняются определенные технологические операции по изготовлению разнообразной номенклатуры заготовок и узлов.
Наиболее высокие технико-экономические показатели могут быть получены при построении цехов и участков по предметному принципу. При этом достигаются прямоточность производства, минимальные перемещения изготовляемых деталей и узлов при наименьших затратах времени производственного цикла, а также значительно упрощаются планирование, учет и управление производством. Цехи и участки, созданные по смешанному принципу, также экономически эффективны. В этом случае достигается рациональное использование оборудования, производственных площадей и рабочей силы.
Тяжелое машиностроение носит выраженный единичный и мелкосерийный характер производства. Эта особенность является основным фактором, влияющим на организационные формы построения сварочного производства. Форма организации производства сварных конструкций зависит также от объема производства завода тяжелого машиностроения. Небольшие по объему производства заводы имеют в своем составе специализированные участки по производству сварных конструкций. Более крупные заводы тяжелого машиностроения: Иркутский завод тяжелого машиностроения имени В. В. Куйбышева (ИЗТМ), Днепропетровский завод металлургического оборудования (ДЗМО), НКМЗ, Старо-Краматорский машиностроительный завод (СКМЗ) и др. имеют в своем составе самостоятельные сварочные цехи. На крупных объединениях и заводах [производственные объединения «Уралмаш» и «Ждановтяжмаш», Южно-Уральский машиностроительный завод (ЮУМЗ) и др.] созданы мощные блоки цехов по производству сварных машиностроительных конструкций. Эти блоки, входящие в состав заводов, имеют большую мощность (100—130 тыс. т сварных конструкций в год) и практически являются первым опытом создания центросваров в отрасли тяжелого машиностроения. Сварочное производство является составной частью заводов и относится, как правило, к заготовительной базе.
Существующая организационная форма сварочных производств заводов тяжелого машиностроения характеризуется следующими положительными факторами:
1) цехи по производству сварных конструкций расположены в непосредственной близости к металлургическим и механосборочным цехам и, следовательно, транспортные расходы минимальны;
2) с увеличением производства сварных комбинированных конструкций резко возросло применение литья и поковок; при наличии литейных и кузнечных цехов в составе завода вопросы проектирования и производства этих конструкций решаются оперативно;
3) наличие сварочного производства в структуре машиностроительного завода дает возможность более оперативно руководить им, в особенности при преобладании единичного характера производства и частой смене номенклатуры изделий;
4) на машиностроительных заводах, как правило, хорошие базы по производству специального инструмента, штампов и приспособлений. Являясь составной частью завода, сварочные производства имеют лучшие условия для оснащения технологических операций.
Несмотря на отмеченные преимущества, действующей организационной форме сварочного производства присущи существенные недостатки, не позволяющие в дальнейшем ориентироваться на такой вид организации производства. Эти недостатки объясняются наличием мелких маломощных сварочных производств, на которых не представляется возможным провести строгую специализацию заготовительного и сборочно-сварочного переделов и осуществить комплексную механизацию основных и вспомогательных операций.
В таких условиях во многих случаях оборудование устанавливают только по технологической необходимости, и загрузка его низкая. Такие производства обычно не имеют возможности проведения на должном уровне научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию прогрессивных сварных конструкций и технологии их изготовления. Технико-экономические показатели этих производств низкие.
Наиболее перспективные направления организационного развития сварочных производств в тяжелом машиностроении — создание заводов сварных конструкций в крупных промышленных объединениях и организация отраслевых центросваров.
Первое направление. В последние годы в промышленности создано много крупных производственных объединений, в состав которых вошли предприятия с малыми объемами производства, со слабой конструкторской, технологической и научно-исследовательской базой.
Во главе объединений, как правило, стоят крупные заводы, имеющие сильные конструкторские, технологические и исследовательские подразделения. В таких условиях представляется возможным путем четкой специализации производства и влияния технических служб головных заводов увеличить объем и повысить технический уровень выпускаемой продукции.
Эта прогрессивная форма организации промышленности диктует необходимость создания мощных баз по производству сварных конструкций, полностью удовлетворяющих нужды производственного объединения. Примером может служить создание завода сварных машиностроительных конструкций (ЗСМК) в г. Верхняя Пышма мощностью 130 тыс. т в год для производственного объединения «Уралмаш». С развитием и совершенствованием производственных объединений это направление производства сварных конструкций в ближайшие годы будет непрерывно развиваться.
Второе направление. Наряду с крупными производственными объединениями есть самостоятельные машиностроительные заводы с небольшими объемами производства сварных конструкций. Эти производства имеют указанные выше недостатки, и поэтому целесообразно сконцентрировать их на крупных заводах-центросва-рах отраслевого характера.
Заводы-центросвары должны производить разнообразные свар>-ные конструкции мелкими сериями для различных видов машин тяжелого машиностроения. В отличие от заводов и блоков цехов сварных конструкций производственных объединений заводы-центросвары отрасли должны иметь кроме основного производства и необходимые вспомогательные подразделения: цехи инструментальный, оснастки и средств механизации, ремонтно-механический и электроремонтный, энергетическое хозяйство. Заводы-центросвары должны получать металлопрокат, стальное литье, штампованные заготовки, поковки и сварочные материалы со специализированных заводов. В составе заводов-центросваров необходимо предусматривать технологические и научно-исследовательские подразделения с соответствующей материальной базой. Это направление в отрасли тяжелого машиностроения является весьма перспективным.
Наиболее сложным вопросом при создании заводов-центросваров является оптимальная мощность и их территориальное расположение. В качестве критерия экономической целесообразности создаваемого завода-центросвара принимают показатель приведенных затрат, где: С — себестоимость 1 т сварных конструкций, руб.; Зтр— затраты на транспортировку 1 т сварных конструкций с завода-центросвара до завода-потребителя, руб.; Ен — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; /С — удельные капитальные вложения на 1 т сварных конструкций в год, руб.
Исследования, проведенные Всесоюзным проектно-конструкторским институтом сварочного производства (ВИСП) г. Киев, показывают, что себестоимость производства сварных конструкций на заводах единичного и мелкосерийного производств при увеличении объема производства снижается (табл. 4).
Затраты на транспортировку 1 т сварных конструкций по данным ВИСПа приведены в табл. 5.
Исследования ВИСПа, МВТУ им. Н. Э. Баумана, практический опыт создания и эксплуатации крупных сварочных производств позволяют сделать вывод, что оптимальная мощность заводов центросваров равна 120—240 тыс. т сварных конструкций в год.
Сварочные цехи заводов тяжелого машиностроения занимают в среднем 25% всех заводских площадей. Поэтому повышение эффективности использования площадей сварочных цехов имеет большое значение. В основных производственных фондах сварочных цехов стоимость зданий составляет в среднем 58%. В цехах с замкнутым циклом производства сварных конструкций, имеющих заготовительные, металлообрабатывающие, сборочно-сварочные, термические и покрасочные отделения, доля стоимости здания в основных фондах в 1,2—1,3 раза меньше, чем в цехах только со сборочно-сварочными и покрасочными отделениями. Например, капитальные вложения в здание блока цехов сварных конструкций (БЦСМК) Уралмашзавода с замкнутым циклом производства составляют 51% основных производственных фондов этого блока.
Эффективность капиталовложений в здания сварочных цехов зависит от структуры площадей. Ориентировочно структура площадей сварочных цехов следующая: производственные площади — 66,7% вспомогательные — 20%, служебные — 10%, бытовые — 3,3%. Распределение площади по производственным подразделениям показано в табл. 6.
Как видно из таблицы, наибольшая часть производственных площадей приходится на заготовительные и сборочно-сварочные отделения. Анализ показывает, что оборудованием и технологической оснасткой занято 34—48% производственной площади. В среднем в сварочных цехах заводов тяжелого машиностроения эта площадь составляет 42%. Остальные 58% не используются непосредственно для изготовления сварных конструкций и выполнения производственных операций. Примерно 24—46% этой площади занято незавершенным производством и обработанной продукцией.
Приведенные данные относятся преимущественно к сварочным цехам единичного и мелкосерийного производства. В цехах серийного и крупносерийного производств соотношение между площадью, занятой оборудованием, и площадью, не использующейся для выполнения технологических процессов, выглядит несколько иначе (табл. 7).
Доля производственной площади, занятой оборудованием и технологической оснасткой, в сварочных цехах серийного производства примерно в 1,4 раза, а крупносерийного производства в 1,6 раза больше, чем в цехах единичного и мелкосерийного производства.
Распределение площади зависит не только от типа производства, но и от конструктивно-технологических особенностей сварных конструкций, методов организации и планирования их выпуска. При изготовлении конструкций широкой и часто меняющейся номенклатуры, существенно различающихся по форме и габаритным размерам, использование производственной площади характеризуется специфическими особенностями. Производственные площади при этом рассчитывают исходя из наибольших размеров сварных конструкций.
Многолетний опыт работы крупных сварочных производств, анализ и исследования технических служб заводов и технологических институтов отрасли позволяют сформулировать следующие основные направления организации сварочного производства объединений и заводов’тяжелого машиностроения.
1. Технологическая замкнутость всего цикла производства, начиная с подготовки исходного материала и кончая термической обработкой, консервацией и отгрузкой готовой продукции.
2. Использование в условиях единичного и мелкосерийного производств преимуществ крупносерийного производства на базе классификации деталей и узлов по технологическому признаку и группового выпуска однотипных в технологическом отношении деталей и узлов.
3. Специализация производственных цехов и участков.
4. Применение прогрессивных технологических процессов и механизация производственных процессов с охватом межоперационной и внутрицеховой транспортировки и складирования деталей и узлов.
5. Научная организация труда и управления производством с использованием вычислительной техники и других математических методов технической подготовки и управления производством.
Современное крупное сварочное производство тяжелого машиностроения включает следующие подразделения: склад металлопроката, предназначенный для хранения, сортировки и подготовки получаемого с металлургических заводов металлопроката (правка, очистка, консервация); заготовительный передел, выпускающий детали сварных конструкций; склад комплектации, обеспечивающий получение деталей с заготовительного передела, складирование и хранение их с последующей подачей полного комплекта деталей на узел в сборочно-сварочные цехи; сборочно-сварочный передел, в котором изготовляют сварные узлы, а также выполняют наплавочные работы; термическое отделение, обеспечивающее термическую обработку сварных конструкций; отделение окраски, в котором выполняют очистку, окраску, упаковку и консервацию готовой продукции.
Сварочное производство требует большого количества инструмента, приспособлений, вспомогательных сварочных материалов. Кроме того, для нормальной эксплуатации необходимо поддерживать в постоянной работоспособности энергоснабжение (электроэнергия, теплота, воздух, вода), электрооборудование и механическое оборудование производственных цехов. Для этих целей в состав сварочного производства входят вспомогательные службы по изготовлению инструмента и оснастки, ремонтномеханический и электроремонтный цехи, участки энергоснабжения и подготовки вспомогательных материалов.
Работа сварочного производства во многом зависит от прогрессивности технологических процессов, оснащения технологических операций необходимой оснасткой. Технологическая подготовка производства заключается в систематической работе по внедрению новых технологических процессов на основе последних достижений науки и техники и непрерывного усовершенствования существующих технологических процессов, использования опыта передовых предприятий. В современном сварочном производстве невозможно обеспечить высокую производительность труда и высокие технико-экономические показатели без хорошо организованной и технически оснащенной технологической службы подготовки производства.
Технологическую подготовку сварочного производства ранее осуществлял отдел главного технолога, в который входила сварочная лаборатория, а в настоящее время — отделы главного сварщика (ОГС), выполняющие следующие функции:
обеспечение сварочного производства технологической документацией и руководящими материалами;
разработку и внедрение высокопроизводительных технологических процессов и передовой организации производства;
конструирование и внедрение приспособлений, специального инструмента, стендов и других видов оснастки для цехов сварочного производства;
проведение научно-исследовательских и экспериментальных работ по разработке и внедрению новых технологических процессов и других технических проблем для выполнения установленных перед сварочным производством задач;
изучение и распространение новых способов и приемов работ, предложенных новаторами производства и другими предприятиями;
участие в создании проектов оборудования, выпускаемого заводом, в части отработки технологичности и экономичности конструкций деталей и узлов;
участие в разработке технологических планировок цехов;
систематическое изучение и анализ причин брака, разработка мероприятий по улучшению качества продукции выпускаемой заводом;
руководство развитием сварочных процессов в механических и металлургических цехах завода; разработка технологических процессов наплавки;
контроль выполнения цехами технологической дисциплины.
ОГС имеют современные лаборатории, которые, используя фундаментальные исследования ведущих научно-исследовательских институтов, отрабатывают технологические процессы применительно к условиям производства. С развитием вычислительной техники разрабатывают автоматизированные системы технологической подготовки производства. Для этих целей в крупных сварочных производствах при ОГС создаются информационно-вычислительные центры (ИВЦ), оснащенные современной вычислительной техникой.
В структуре сварочных производств необходимым подразделением является служба управления производством, обеспечивающая координацию запуска в производство сварных узлов в соответствии с установленным заводу плайом; контроль за ходом изготовления деталей и сварных узлов в цехах сварочного производства и их выпуска в установленные сроки; контроль за комплектностью деталей перед запуском в сборочно-сварочные цехи и сварных узлов перед отправкой заказчику; контроль за выполнением кооперированных поставок деталей из литья, поковок, штампованных заготовок, входящих в сварные узлы.
В сварочных производствах заводов тяжелого машиностроения эта служба является обособленной, возглавляется начальником сварочного производства и подчиняется заместителю директора завода по производству.