7.1. Трудоемкость технологического процесса

Производительность технологического процесса показывает, какое количество изделий данный процесс позволяет изготовить в единицу времени. Различают кинематическую производительность и фактическую производительность с учетом потерь времени на ремонт, наладку оборудования и организационные простои. Производительность технологического процесса зависит от производительности каждой операции, входящей в него, и численно равна производительности лимитирующей операции, имеющей наименьшую производительность.

Производительность операции Q рассчитывается по формуле:

Q = m / t_шт;

где m – количество совместно обрабатываемых заготовок;

t_шт – трудоемкость операции, время необходимое для выполнения операции (штучное время):

t_шт = t_о + t_в + t_то + t_орг + t_п;

где t_о – основное технологическое время, время в течение которого изменяется состояние предмета производства;

t_в – вспомогательное время, включает в себя время на выполнение вспомогательных действий: измерение, закрепление заготовки и др.;

t_то - время на техническое обслуживание, включающее регулировку и наладку станка в процессе работы, смену и заточку инструментов;

t_орг – время организации обслуживания, включает время на осмотр и обслуживание станка, раскладку инструментов на рабочем месте перед началом работы и уборку после работы, смазку и чистку станка;

t_п – время регламентированных перерывов на физиологические потребности.

Оперативное время операции t_оп = t_о + t_в

Время потерь обычно задается в процентах от оперативного времени: t_то = (8 – 10%) t_оп; t_орг = (6 – 8%) t_оп; t_п = 2,5% t_оп;

Нормы времени можно рассчитать аналитически по длине хода инструмента и режимам обработки, выбрать по нормативам или определить путем наблюдения за работой исполнителя. Кратковременные наблюдения с целью определения основного технологического и вспомогательного времен называются «хронометраж». Длительные наблюдения с целью определения потерь времени на техническое и организационное обслуживание называют «фотография рабочего дня».

При обработке заготовок партиями необходимо учитывать подготовительно-заключительное время Т_п.з., которое затрачивается рабочим на ознакомление с чертежом и технологической документацией, на подготовку и наладку оборудования, приспособлений и инструментов. Норма времени на изготовление n деталей T_n будет равна:

T_n = Т_п.з. + t_шт∙n;

В серийном производстве используют термин штучно-калькуляционное время операции, которое определяют по формуле t_шт.к = t_шт + Т_п.з. / n.

Трудоемкость технологического процесса Т_тп, состоящего из n операций очевидно будет равна сумма штучных времен всех этих операций

Одна из главных задач технологии повышать производительность технологических процессов. Это можно сделать двумя путями.

Во первых повысить количество одновременно обрабатываемых изделий. Этот способ широко используется в микроэлектронике. Интегральные схемы конструктивно размещают на одной пластине кремния, которую после формирования структур разделяют на отдельные кристаллы – интегральные схемы. Причем если в шестидесятых годах прошлого века пластина кремния имела диаметр 50 мм, то сегодня, как правило, используют пластины диаметром 150 мм, т.е. количество совместно обрабатываемых изделий возросло в 9 раз. На операциях эпитаксии, диффузии, вакуумного напыления, плазмохимии обработку ведут не по одной пластине, а в реакционные камеры помещают одновременно десятки пластин.

Второй метод это снижение трудоемкости технологических процессов. Поскольку штучное время состоит из нескольких слагаемых, то для его снижения надо уменьшать их величину. Для уменьшения основного технологического времени необходимо повышать режимы обработки, но этот путь опасен, потому что с повышением режимов работы увеличиваются силы обработки и растут температуры в зоне обработки, а это часто приводит к снижению качества изделий, и снижает надежность работы технологического оснащения. Перспективный путь уменьшение вспомогательного времени за счет механизации и автоматизации вспомогательных действий исполнителя. Но самое главное надо уменьшать затраты времени на техническое и организационное обслуживание операции, за счет централизованной заточки инструмента, совершенствования конструкции технологического оснащения, правильной организации производства.