Современный мир сложно представить без машин. Не только легковых, а и тех же тракторов, самолетов, электроники, железнодорожных поездов, станков с ЧПУ (числовым программным управлением), ракетно-космической техники и т.д. Все это разного рода машины, которые изготавливаются на соответствующих машиностроительных заводах. И прежде чем произвести тот же трактор, необходимо спроектировать и построить завод, где собственно этот трактор и запчасти к нему будут сделаны.
Сама наука о проектировании машиностроительных заводов появилась в России в 30-х годах XX-го века и прошла путь от простой систематизации практического опыта до создания ее научных основ. Все потому, что машиностроение как отрасль является самой крупной и определяет уровень научно-технического прогресса во всем народном хозяйстве.
Задачи проектирования машиностроительных заводов
Процесс проектирования заводов и цехов достаточно трудоемкий, так как нужно решить различные вопросы для разработки наиболее экономичных проектов, соответствующих последнему слову науки и техники (как отечественной, так и зарубежной) и технологии, и обеспечивающих выпуск высококачественной продукции.
В свою очередь качество каждого проекта и его экономичность зависят от:
- требований к качеству выпускаемой продукции;
- уровня производительности труда на проектируемом предприятии;
- себестоимости продукции;
- относительных размеров инвестиций и сроков их окупаемости;
- рентабельности работы предприятия при его эксплуатации.
Так как завод – это сложный комплекс взаимосвязанных частей, структура и деятельность которых зависит от типа и номенклатуры выпускаемой продукции, программы и применяемой технологии, то при проектировании решается комплекс технических, экономических и организационных задач.
- Технические задачи:
- разработки технологических процессов (заготовки, детали);
- определение типоразмеров и количества основного и вспомогательного оборудования;
- определение необходимого фонда рабочего времени и рабочей силы;
- определение площадей цехов и размещение в них оборудования;
- определение потребности завода в сырье и энергии;
- разработки вопросов транспорта, освещения, отопления, вентиляции, водоснабжения и канализации;
- разработки генплана завода;
- разработка строительных проектов зданий и сооружений;
- разработка мероприятий по технике безопасности, экологии, пожарной безопасности.
- Экономические задачи:
- обоснование заданной производственной программы с учетом качества продукции, ее номенклатуры, массы и себестоимости;
- установление источников снабжения материалами, полуфабрикатами, топливом, энергией, водой, газом;
- обеспечение рабочей силой;
- выбор географической точки расположения предприятия;
- определение необходимых размеров основных и оборотных средств, эффективности затрат и решение других финансовых вопросов;
- решение вопросов кооперирования;
- выявление потребности в жилищном и культурно-бытовом строительстве.
- Организационные задачи:
- разработки схемы управления заводом, его отделами и цехами;
- разработка вопросов календарного планирования, прохождения заказа, форм отчетности и контроля;
- разработка вопросов снабжения и сбыта;
- разработка мероприятия по организации труда;
- разработка мероприятий по подготовке кадров, обслуживанию рабочих и созданию необходимых условий труда.
Типовое задание на проектирование
Указанные в задачах вопросы отражаются в задании на проектирование (составляется заказчиком с привлечением проектной организации при необходимости), которое является основой для разработки проекта. Как правило, в задании на проектирование указывают следующее:
- наименование предприятия, здания или сооружения;
- основание для проектирования;
- район, пункт или площадка для строительства;
- номенклатура продукции и мощность производства по основным ее видам (в натуральном или ценностном выражении) на полное развитие и на первую очередь;
- режим работы предприятия, его специализация, производственное и хозяйственное кооперирование;
- основные источники обеспечения предприятия при его эксплуатации и в период строительства сырьем, водой, теплом, газом, электроэнергией;
- условия по очистке и сбросу сточных вод;
- основные технологические процессы и оборудование;
- необходимость разработки автоматизированных систем управления производством;
- намечаемое расширение предприятия, здания или сооружения;
- намечаемые сроки строительства, порядок его осуществления и ввода мощностей по очереди;
- кооперация при осуществлении строительства предприятия, размещаемого в составе промышленного узла;
- намечаемый размер капитальных вложений и основные технико-экономические показатели предприятия или сооружения, которые должны быть достигнуты при проектировании;
- данные для проектирования объектов жилищного и культурно-бытового строительства;
- требования по разработке вариантов технического проекта или его частей;
- стадийность проектирования;
- наименование генерального проектировщика;
- наименование генерального подрядчика.
Этот состав уточняется применительно к особенностям отрасли промышленности и условиям осуществления строительства.
Проектирование кузнечных цехов
Основой любого машиностроительного предприятия является цех, который выполняет определенные технологические процессы (например, механическую сборку, обработку и т.д.) или изготавливает определенную продукцию (заготовки, поковки, детали, станки и т.д.), либо же выполняет функции технического и хозяйственного обслуживания других цехов (пример: ремонт и техобслуживание технологического оборудования).
Различают механические, механосборочные (МСЦ), сборочные, инструментальные (ИЦ), ремонтно-механические (РМЦ) и другие цеха. В данном случае речь пойдет о кузнечном цехе.
В основном, кузнечный цех обеспечивает завод поковками (черновая заготовка либо промежуточная деталь) и штамповками. Значение кузнечного цеха в машиностроительном заводе определяется той ролью, которую играет ковка и объемная штамповка в технологии производства. Основными отличительными признаками кузнечных цехов служат:
- технологический процесс:
- ковка
- объемная штамповка
- оборудование:
- прессовое
- молотовое
- смешанное
- характер производства:
- специализированное (массовое, крупносерийное)
- универсальное (среднесерийное, серийное, мелкосерийное и единичное)
- объем производства:
- мелкое
- среднее
- крупное
В состав любого цеха (не только кузнечного) входят производственные участки, вспомогательные подразделения, служебные и бытовые помещения.
Все эти аспекты учитываются при проектировании кузнечного цеха.
Типовой проект кузнечного цеха
В состав типового проекта кузнечного цеха входят такие разделы:
- задание на проектирование и производственную программу – разрабатывают на основе производственной программы завода, чертежей, описаний конструкций и технических условий на изготовление изделий; при этом указывается режим работы проектируемого цеха;
- технологическая и конструкторская часть – подготовка рабочих чертежей поковок с расчетом припусков и допусков, анализ технологичности основных трудоемких поковок, технологические процессы изготовления поковок;
- расчетная часть – расчет количества оборудования для выполнения производственной программы, расчет количества рабочего инструмента и приспособлений, основных и вспомогательных материалов, расчет рабочей силы и штатов, расчет типов и количества подъемно-транспортного оборудования, площадей;
- планировка оборудования и компоновка цеха с разработкой основных данных для проектирования строительной части – общая компоновка всех отделений цеха, устройств и помещений, план цеха с расположением основного и прочего оборудования, поперечные разрезы цеха с определением высот, схема грузопотоков;
- задание на проектирование энергетической, сантехнической и других частей проекта;
- организация производства и управления цехом – организация труда, организация и схема управления цехом, организация штамповочного хозяйства, ремонтной службы и службы технического контроля;
- вопросы техники безопасности и противопожарной техники;
- экономическая часть – определение основных средств и сумм затрат на строительство цеха, эксплуатационных расходов, составление сметы производства и определение себестоимости продукции, определение технико-экономических показателей и общей оценки эффективности спроектированного цеха;
- объяснительная записка – кратко изложены основные принципиальные вопросы и дан общий вывод об ожидаемой эффективности.
Во второй части будет рассмотрено проектирование механосборочного цеха – крупнейшего цеха предприятия.