pv_-_prednasky

Projektovanie výroby –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

1

1. VÝROBA, JEJ CHÁPANIE A VÝVOJ

Poznávanie a riešenie problémov pri projektovaní strojárskej výroby je náročné na metódy a na skúsenosti projektantov. Potrebné je systémovo - komplexné chápanie všetkých nadväzností vo výrobe súčiastok, uzlov, strojov a rozpracovanie teoretických základov procesov a spôsobov výroby, ktoré sa uţ pouţívajú a tých, ktoré sú v štádiu výskumu a vývoja.

Rozvoj strojárstva ovplyvňujú vedecko-technické poznatky a poţiadavky na rýchle zavádzanie do výroby. Zloţité a mnohotvárne sú typy strojov, ich pracovné procesy, celkové konštrukcie a vyhotovenia súčiastok. Odlišné sú podmienky prevádzky strojov a poţiadavky na ich kvalitu. Početné a stále sa komplikujúce technológie výroby menia obsah a formy organizácie práce a jej riadenia.

Názory na technológie, chápanie podstaty ich rozvoja, oceňovanie ich významu a odraz pojmu „technológia― v myslení a poznávaní ľudí, zaznamenávali vo vývoji výroby značné zmeny.

Technológia strojárskej výroby sa vyvinula na samostatnú komplexnú vednú oblasť, ktorej predmetom skúmania je podstata, vzájomné nadväznosti a zákonitosti procesov výroby výrobkov a ich prvkov od väčších komplexov aţ po strojové súčiastky. Technológia strojárskej výroby posudzuje existujúce a hľadá nové spôsoby premeny materiálov na polovýrobky, polovýrobkov na strojové súčiastky, kompletizácie strojových súčiastok na dielce, uzly a komplexné výrobky s cieľom zabezpečiť poţadovanú kvalitu a všestranne prispieť k zniţovaniu spotreby spoločenskej práce.

Pod pojmom technológia strojárskej výroby treba rozumieť celý komplex technologických procesov, zúčastňujúcich sa na výrobe súčiastok, uzlov a výrobkov, vrátane výroby polovýrobkov (odliatkov, výkovkov, výliskov a pod.) a montáţe. Správna organizácia výroby v strojárskych firmách a najmä projektovania novej výroby a nových závodov si vyţaduje systémovú nadväznosť jednotlivých zloţiek výrobného procesu. Projektovanie procesov výroby polovýrobkov (zlievanie, tvárnenie, zváranie), súčiastok (obrábanie, zušľachťovanie) a montáţe oddelene a bez vzájomnej nadväznosti spôsobuje váţne problémy v konkurencieschopnosti a zniţuje produktivitu práce.

1.1 Všeobecná predstava o strojárskom výrobnom procese

Výrobný proces je súbor činností ľudí, strojov a fyzikálnych procesov, ktorých výsledkom sú určité druhy výrobkov. Pri kaţdom výrobnom procese pôsobia tri faktory:

1. Cieľavedomá činnosť, resp. samotná práca človeka. 2. Objekty výroby, ktoré sa pretvárajú na výrobky. Sú to napr. stroje, mechanizmy,

funkčné skupiny, uzly a súčiastky. Nomenklatúra strojárskej výroby vyrábaná vo výrobnej jednotke tvorí súbor výrobkov.

3. Výrobné prostriedky, ktorými sú výrobné stroje, zariadenia, nástroje, transportné a manipulačné zariadenia, riadiaca technika a pod. Osobitný význam majú výrobné stroje a zariadenia, pretoţe tvoria najdôleţitejšiu časť základných fondov výrobnej jednotky.

Primárne postavenie vo výrobnom procese má objekt výroby, resp. výrobok.


2

Pre objekt výroby sa podlá stupňa priblíţenia k jeho konečným vlastnostiam pouţívajú rozličné názvy: materiál, polovýrobok, obrábaný predmet, súčiastka, montáţny uzol, montáţny celok, finálny výrobok, stroj, zariadenie a pod. Výrobok počas svojej ţivotností prechádza týmito etapami:

etapa tvorby výrobku, v ktorej prebieha cieľavedomá výskumná a vývojová činnosť;

etapa výroby, v ktorej sa zo základných materiálov a polovýrobkov vyrábajú súčiastky, a potom sa skladajú do montáţnych celkov a finálnych výrobkov;

etapa pouţitia, v ktorej sa vyuţíva funkcia strojárskych výrobkov. V týchto etapách ţivotnosti výrobku sa rozoznávajú ešte predvýrobné etapy,

výroba a vyuţitie ako samostatné úseky.

Výrobné organizácie vyrábajú spravidla väčší počet výrobkov. Časť týchto výrobkov sa dodáva spotrebiteľom alebo iným výrobným organizáciám. Táto produkcia sa nazýva hlavnou produkciou. Výrobná organizácia zabezpečuje aj rad činností pre procesy hlavnej výroby. Z týchto hľadísk je účelné výrobné procesy v strojárskom závode členiť na hlavné, pomocné a vedľajšie procesy.

Hlavné procesy slúţia na bezprostrednú výrobu príslušnej nomenklatúry výrob-kov, pomocné procesy na výrobu prostriedkov, ktoré sú potrebné pre hlavnú výrobu. Vedľajšie procesy sa viaţu na hlavné a pomocné procesy. Základnými princípmi racionálnosti výrobného procesu sú:

paralelnosť (operácie a procesy sa vykonávajú súbeţne);

nepretrţitosť (nasledujúce operácie toho istého procesu sa majú vykonávať okamţite po skončení predchádzajúcej operácie);

synchronizácia operácií výrobného procesu;

minimálna dráha pohybu objektov výroby;

rytmickosť ( všetky operácie ako aj samotný výrobný proces viazaný na výrobu istého počtu súčiastok sa vykonávajú v presne stanovených časových intervaloch );

vysoký stupeň automatizácie a pruţnosti Výrobný proces je tým dokonalejší, čím prísnejšie sa dodrţiavajú uvedené

princípy.

Dôleţitým znakom výrobného procesu je stupeň nepretržitosti, ktorý rozdeľuje výrobné procesy na spojité a diskrétne (prerušované). Pre strojárske výrobné procesy je typický diskrétny charakter.

Pri diskrétnych strojárskych výrobných procesoch je dôleţitým znakom veľkosť a stabilita nomenklatúry objektov výroby a druh pohybu týchto objektov po pracovných miestach. Podlá týchto charakteristík sa rozoznáva výroba (konvenčné pre všeobecné a presné strojárstvo ):

kusová (počet rovnakých objektov výroby dosahuje počet ~10);

malosériová (~ 100kusov);

veľkosériová (-100 aţ 1000 kusov);

hromadná (okolo 10 000 kusov a viac). Priestorovému umiestneniu príslušných častí výrobného procesu odpovedajú

priestorovo-organizačné útvary: prevádzky alebo pracoviská. Sú to hlavné, pomocné a vedľajšie útvary. Treba rozlišovať štruktúru závodu od výrobnej štruktúry. Do štruktúry závodu okrem uvedených priestorovo-organizačné usporiadaných jednotiek


3

sa zaraďuje: riadenie, príprava výroby, ochrana závodu a sociálne zariadenia.

Pracoviská a výrobné prevádzky sa organizujú buď podľa technologického princípu (lejárne, kováčne, obrobne, montáţne prevádzky a pod.), alebo podľa predmetového princípu, v ktorom prevádzky a pracoviská sa špecializujú na výrobu rovnorodých výrobkov, uzlov alebo súčiastok.

Ak v prevádzke alebo na pracovisku sa zabezpečí ukončenie cyklu výroby istého druhu výrobku, potom sa označujú ako predmetovo uzavreté (skrutkárne, výrobne turbín, výrobne univerzálnych sústruhov a pod.).

Technologický princíp sa vyuţíva v kusovej a malosériovej výrobe, predmetový princíp vo veľkosériovej a hromadnej výrobe.

Výrobný proces v strojárskom závode má komplexný charakter. Skladá sa z veľkého počtu čiastkových procesov, aby sa docielila výroba súčiastok poţadova-ných vlastností a ich zoskupenie do uzlov a strojov.

Veľký počet faktorov, ktoré navzájom ovplyvňujú organizačno-technologickú štruktúru strojárskej výroby, charakterizuje zloţitosť tvorby technológií a ich optimalizácie. Prístup vyuţívajúci analýzu a syntézu je nevyhnutný vo všetkých etapách prípravy a plánovania výroby. Pri zavádzaní nových výrob systémový prístup k riešeniu problémov komplexne zahŕňa otázky konštruovania, rozpracovania technológií, organizáciu sluţieb, zásobovanie a pod.

Pri veľkom sortimente malosériovej výroby technologický proces sa rozčleňuje so zreteľom na moţnosť koncentrácie operácií. Technologický proces určuje počet a zloţenie strojového parku pracovísk. Celková nomenklatúra súčiastok, jednotlivých pracovísk vplýva na operatívne plánovanie a na veľkosť pracovísk. Pracoviská, typy a rozmiestnenie strojového zariadenia, závisia od všetkých základných prvkov organizačno-technologickej štruktúry. Na organizačno-technologickú štruktúru výroby vplývajú :

1. Kvalitatívne faktory, ako sú zloţitosť konštrukcií stroja, presnosť a akosť parametrov, spoľahlivosť a ţivotnosť a pod.

2. Kvantitatívne faktory, ako sú veľkosť výroby, konštrukčno-technologická unifikácia, normalizácia a štandardizácia súčiastok, uzlov, strojov a technologického zariadenia. Konštrukčno-technologická unifikácia vytvára predpoklady na pouţitie vysokoproduktívnych metód hromadnej výroby v sériovej výrobe.

Pri projektovaní technológie strojárskej výroby treba sa orientovať aj na časový priebeh výrobného procesu. Cieľom je skrátenie výrobného cyklu. Dĺţkou výrobného cyklu sa je časový interval, počas ktorého sa surovina, materiál alebo polovýrobok premení na hotový výrobok. Čas výrobného cyklu sa skladá z časov na hlavné a pomocné operácie a z časov prerušenia. Časy pomocných operácií a časy prirodzených operácií (starnutie materiálov a pod.) sa často zlučujú do tzv. medzioperačného času. Skracovanie výrobného cyklu pomáha urýchľovať obeh obratových prostriedkov a urýchľuje výrobu.

Objekty výroby (súčiastky, uzly, montáţne celky) sa vo výrobnom procese zoskupujú do výrobných dávok. Dávkou sa rozumie limitovaný počet rovnakých objektov spracovaných na kaţdej operácii nepretrţite s jednorazovým vynaloţením prípravno - dokončovacích prác a času.


4

1.2 Systémový model výrobného procesu

Rozvoj výrobných procesov a ich vedeckého poznania podobne ako iné vedecké, oblasti a praktické činnosti neprebieha rovnomerne, ale s prednostným rozvojom niektorých zloţiek. Zloţky, ktoré sú v popredí rozvoja, sa vyznačujú vysokou úrovňou a efektívnosťou. Menej preskúmané zloţky sú potenciálnou rezervou na zlepšovanie funkčných charakteristík výrobného procesu. Nesystematický rozvoj výrobných procesov nezodpovedá poţiadavkám a naliehavou úlohou sa stáva ich harmonický rozvoj ako komplexného systému.

Definovať výrobný proces ako systém znamená vymedziť jeho vnútorné prvky, prvky okolia, väzby medzi prvkami systému a väzby systému k jeho okoliu.

Znalosťou funkcie systému a vhodne zvolenou rozlišovacou úrovňou moţno posúdiť závaţnosť prvkov a väzieb, ktoré pre zobrazenie prichádzajú do úvahy. Jedným zo základných problémov zostavenia systémového modelu výrobného procesu je zvládnutie klasifikácie mnoţstva dôleţitých detailov, vybratie najdôleţi-tejších z nich a zistenie vzťahov medzi nimi.

Kaţdý výrobný proces sa uskutočňuje v konkrétnych ekonomických a sociálnych podmienkach.

Globálny model, ktorý vyjadruje systémové vzťahy výrobného procesu a jeho okolia, je na obr. 1.1.

Obr. 1.1. Systémové vzťahy výrobného procesu a jeho okolia V tomto modeli sú v jadre výrobného systému (JVS) podsystémy technologického

spracovania - T, manipulácie - M a riadenia - R.

Podsystém technologického spracovania - T zabezpečuje zmenu geometrických a fyzikálnych vlastností objektov výroby.

Podsystém manipulácie - M zabezpečuje polohovanie a fixovanie objektov výroby, nevyhnutné na vykonanie technologického spracovania.

Podsystém riadenia R zabezpečuje optimalizáciu vzájomných relácií ako aj samotných parametrov technologického spracovania, manipulácie, podmienky a reţimy poţadovanej kvality výrobkov.

Pri definovaní jadra výrobného systému sa vychádza z niektorých jeho zloţiek, ako sú napr. technická obsluha a pod., ktoré súvisia predovšetkým so zabezpečením opakovanej dlhotrvajúcej prevádzky výroby.

V rámci jadra výrobného systému nie je rozlíšenie hraníc podsystémov v reálnych prípadoch ostré a vznikajú prieniky jednotlivých zloţiek. V tomto prípade rozhodujúcim znakom na rozčlenenie je princíp minimálnych vnútorných väzieb podsystému.

Pri skúmaní väzby jadra výrobného systému JVS na systémové okolie moţno konštatovať, ţe jadro je zloţkou nadradených ekonomických E a sociálnych


5

S systémov.

Priradenie výrobných procesov k ekonomickým systémom znázorňuje prioritu ekonomických faktorov pri stanovení funkčných vstupov a výstupov výrobného systému.

V uvedenom modeli sa zaraďujú výrobné procesy a ekonomické systémy do globálneho sociálneho systému, v rámci ktorého sa formujú nielen základné aspekty dotýkajúce sa výrobného procesu a človeka, ale aj strategické ciele záväzné pre všetky úrovne.

Pri systémovom skúmaní výrobného procesu veľký význam má identifikácia väzieb medzi prvkami jeho jadra. Prvky môţu byť medzi sebou pospájané rozličným spôsobom. Najčastejšie sú tieto druhy spojenia: lineárne, hviezdicové, mnohoväzbové, hierarchické, kruhové a pod.

Spôsob pospájania jednotlivých prvkov ovplyvňuje funkčné charakteristiky systému, spoľahlivosť, pruţnosť, adaptívnosť a ekonómia výroby.

Určenie systému a štruktúry prvkov je základným východiskom pri projektovaní výrobných procesov. Správne stanovenie systému a jeho prvkov je predpokladom navrhnutia takej technologicko-organizačnej štruktúry, ktorá zabezpečí výrobu pri optimálnych ekonomických prínosoch.

Systémový model výrobného procesu sa často zobrazuje v tvare čiernej skrinky (obr. 1.2).

Obr. 1.2 Systémový model výrobného procesu ako čierna skrinka

Model zobrazuje všeobecnú úlohu výrobného systému, čiţe pretvorenie materiálov a polovýrobkov na výrobky s poţadovanými funkčnými parametrami. Vo výrobnom systéme prebieha teda presne stanovená transformácia vstupných hmotných veličín na hmotné veličiny výstupné. Transformačný proces prebieha na základe spotreby vstupnej energie a riadia ho vstupné a spätnoväzbové veličiny — riadiace informácie. Hlavné rozdiely výrobných procesov vyplývajú predovšetkým z rozdielnych výrobných zariadení a náradia a z ich aktívneho uplatňovania človekom na objektoch výroby. Základné rozdelenie výrobného procesu moţno vyjadriť vzťahom:

Č—VP—0 kde Č je človek (operátor), VP— výrobné prostriedky (stroje, prípravky, nástroje), O — objekt výroby.


6

1.3 Predvýrobné etapy výrobného procesu

Výrobný proces má za cieľ výrobu finálnych výrobkov. V ţivotnom cykle kaţdého výrobku moţno vyčleniť viac periód. Prvá perióda zahŕňa cyklus „výskum – vývoj - výroba―, ktorý treba poznať pri tvorbe technológie výroby. Tento cyklus moţno rozčleniť na:

základný výskum, ktorý zahŕňa teoretické a objaviteľské práce,

aplikovaný výskum, ktorý hľadá a skúma vyuţitie výsledkov teoretických a objaviteľských prác,

vývojové práce (napr. v strojárstve vývojovo-konštrukčné práce),

projektová činnosť (závody, pracoviská, dielne),

výstavba nových závodov, dielní, prevádzok,

osvojenie nových výrob (technické, výrobné a ekonomické osvojenie). Potrebné je poznať ciele a pracovný obsah činností v jednotlivých etapách.

Základné sú vzťahy v čase a vo finančných nákladoch. Počas cyklu, ktorý trvá viac rokov, vzniká rad pracovných vzťahov a väzieb vo vnútri etáp a medzi etapami, ktoré je ţiadúce synchronizovať a harmonizovať, napr. rozpracovaním sieťových grafov.

Z hľadiska práce technológa, či uţ pri navrhovaní technologických postupov, alebo pri projektovaní pracovísk a pri realizácii, treba zhromaţďovať informácie o cykle „výskum –vývoj - výroba― s orientovaním sa na konkrétne súčiastky, uzly a stroje a vyuţívať informácie podľa zadania úlohy.

Aplikovaný výskum a vývojové práce prinášajú nové alebo zdokonalené materiály, výrobky, technologické procesy a pod. Vývojové inţiniersko-technické práce sú jedným z najdôleţitejších etáp cyklu. Od časových intervalov a od kvality práce v tejto etape závisí úroveň a komplexnosť novej techniky. Samotná výroba, jej technika, technológia a organizácia majú odzrkadľovať nielen pokrok vo vede, ale aj pokrok v konštrukčných a projektových riešeniach.

Do predvýrobných etáp výroby strojárskych výrobkov sa zahŕňajú nasledujúce činností:

1. Zostavenie principiálnej schémy práce strojárskeho výrobku. Táto činnosť sa opiera o výsledky vedecko-výskumnej činností v základnom a aplikovanom výskume, najmä o objavy a vynálezy.

2. Teoretické rozpracovanie funkčného poslania strojárskeho výrobku a sta-novenie jeho pracovnej funkcie.

3. Spracovanie konštrukčnej schémy. 4. Určenie pracovných síl, teplôt a ďalších parametrov. Vykonanie základných

funkčných prepočtov. 5. Vytvorenie konštrukčných makiet, prepočítanie a navrhnutie rozmerov

súčiastok, voľba materiálov pre súčiastky so zreteľom na podmienky práce pri plnení funkčných úloh s cieľom dosiahnuť poţadovanú spoľahlivosť a ţivotnosť.

6. Určenie východiskového a konečného stavu materiálov vybraných pre súčiastky strojárskeho výrobku.

7. Spresnenie rozmerov súčiastok. Prepočet rozmerových obvodov a stanovenie rozmerových tolerancií.


7

8. Projektovanie technológie výroby skúšobného prototypu. 9. Projektovanie a výroba poţadovaného tzv. nultého náradia.10. Vyhotovenie

skúšobného prototypu. 10. Skúšky a štúdiá na skúšobnom prototype. 11. Spresnenie konštrukcií, rozmerov a tolerancií. Spresnenie technologických

postupov na základe výsledkov skúšok a štúdií na prototype. 12. Návrh a výroba náradia na skúšanie tzv. nulovej sene. 13. Výroba skúšobných sérií na základe spresnených technologických postupov,

rozmerov a konečnej špecifikácie materiálov súčiastok. 14. Skúšky výrobkov nultej série. 15. Zostavenie technických podmienok na preberanie súčiastok a výrobku ako

celku. 16. Spracovanie výkresov a technologických postupov na sériovú výrobu nového

strojárskeho výrobku so zreteľom na podmienky vyrábajúceho závodu. 17. Návrh a výroba náradia pre sériovú výrobu. 18. Zavedenie sériovej výroby a jej zabezpečenie Technická príprava výroby

Predvýrobné etapy sa realizujú v technickej príprave výroby. Technická príprava výroby (TPV) je súbor vzájomne spojených činností realizovaných vo výrobnom podniku, ktorých cieľom je pripraviť technicky a ekonomicky účelne a efektívne riešenie výrobkov, technológií, projektov výrobných systémov, a organizácie a prevádzkovania výrob v súlade s poţiadavkami trhu a s vlastnými ekonomickými i mimoekonomickými cieľmi firmy v súlade s jej kapacitnými a technologickými moţnosťami. Predmetom TPV môţe byt nový ako aj upravovaný výrobok a jeho výroba. Bez úspešného vyriešenia TPV nie je moţné výrobu zahájiť, zaistiť jej priebeh a splniť termín poţadovanej dodávky zákazníkom.

Strategická príprava výroby integruje všetky nevyhnutné činnosti od ktorých závisí dosiahnutie technických, technologických a ekonomických cieľov spojených s výrobou výrobkov. Strategická príprava výroby zabezpečuje účinné spôsoby dosiahnutia cieľov hospodárenia ( tvoria sa rozpočty, spresňuje kvalita výrobku a jeho cena, doba výroby a pod.). zabezpečujú sa výrobné prostriedky a pracovné predmety (materiál, suroviny, polotovary a nakupované diely). Vyrábajú sa špeciálne výrobné prostriedky podľa príslušnej dokumentácie.

Výsledkom činnosti v strategickej príprave výroby je :

personálne zabezpečenie výroby,

ekonomické rozpočty ( pre efektívnu výrobu výrobku ),

výrobné prostriedky,

náradie,

materiál, suroviny, polovýrobky a nakupované diely.

Príprava výroby môţe mať charakter:

vývojový, spojený so vznikom nových výrobkov (inovácie),

prevádzkový, spojený so zlepšením a zmenami výrobkov. Tomu zodpovedá vo veľkých firmách aj organizačné delenie útvarov TPV (vývojová

konštrukcia, prevádzková konštrukcia, vývojová technológia, prevádzková technológia a pod.). Technická príprava výroby ovplyvňuje efektívnosť výroby v dlhom časovom období.


8

V rámci TPV vzniká rada nových informačných súborov, vytvára sa v nej normatívna základňa riadenia celej firmy. Je významným prostriedkom zabezpečenia efektívnej činnosti firmy vo výrobných a súvisiacich procesoch. V rámci TPV vznikajú podklady potrebné pre kalkuláciu, teda pre tvorbu cien, pre mzdovú agendu, plánovanie pracovníkov a ich rozmiestňovanie vo výrobnom procese, ako aj v pomocných a obsluţných procesoch atd. Na zloţitosť, náročnosť, časový rozsah TPV majú vplyv:

technické vlastností a zloţitosť výrobku, prevádzkové podmienky, materiálová náročnosť a stupeň inovácií,

povaha technologických premien,

ekonomické a organizačne podmienky firmy, vrátane schopnosti manaţmentu,

úroveň a výsledky vlastného výskumu a vývoja. TPV má predovšetkým :

Vyriešiť a pripraviť výrobok s ohľadom na poţiadavky trhu a vlastnú efektívnosť firmy, zaistiť jeho vývoj a vypracovať príslušnú dokumentáciu.

Určiť v rámci akých procesných zásad, akými postupmi, na akom zariadení, s akým náradím a prípravkami, pri pouţili akého materiálu a s nasadením ktorých profesií bude výrobok vyrábaný, kontrolovaný a skúšaný. K tomu je potrebné vypracovať príslušnou dokumentáciu.

Vyriešiť optimálny projekt realizácie výrobného procesu, a to tak po stránke vecnej, tak priestorovej a časovej.

Vzhľadom k rozsahu činností dochádza metodicky, prakticky a organizačne k následovnému členeniu TPV na:

konštrukční prípravu výroby,

technologickou prípravu výroby,

projektovú prípravu výroby (technologické projektovanie).

Konštrukčná v príprava výroby

Ak je zhromaţdený dostatok informácií k inováciám či iným formám vývoja výrobku, je známy cieľ jeho prípravy, je moţno pristúpiť ku konštrukčnému riešeniu. Uplatňovať je moţné rôzne konštrukčné princípy, vypracovať rôzne konštrukčné koncepcie, rôzne riešenia funkčných schém výrobku a pod.. Cyklus konštrukčnej prípravy musí byt optimálne časové skrátený, preto je potrebné ho realizovať v príslušných etapách:

vypracovanie úvodného projektu,

vypracovanie technického projektu – návrh výrobku,

konštrukčné riešenie výrobku, výroba prototypu a jeho overenie,

spolupráca s technologickou prípravou výroby Konštrukčná príprava výroby v súčasnosti vyuţíva v plnej miere počítačovú

podporu.Za viac ako 30 rokov existencie počítačom podporovaného konštruovania (CAD – Computer Aided Design) sa táto technológia prípravy inovácií rozvinula na vysokú úroveň a je v súčasnosti ulimatívnou nutnosťou pre návrhárske aktivity nielen vo veľkých podnikoch, ale aj v malom podnikaní. Všeobecný koncept CAD systémov ukazuje obr.1.3. Jeho hlavné zloţky sú:

Koncepčný dizajn výrobku. S počítačovou podporou sa navrhuje funkčná štruktúra výrobku, t.j. jeho hlavné časti, ich geometrické vzťahy, výkonové parametre, prepojenia a rozhrania a pod.


9

Inţiniersky dizajn. Zameranie je na presný geometrický tvar, rozmery, materiál, stav povrchu a iné dôleţité charakteristiky súčiastok a modulov konštrukcie.

Detailný dizajn. Súvisí s tvorbou údajov pre výrobu (digitálna forma nahradzujúca klasické konštrukčné výkresy.

Moduly simulácie. Riešia sa tu optimalizačné výpočty, tvorba alternatív konštrukcie a ich hodnotenia.

Moduly komunikácie s ďalšími počítačovými systémami:

CAP (Computer Aided Planning). Systém plánovania zabezpečuje technologickú prípravu výroby, rozpis výrobných úloh, plánovanie a riadenie výroby.

CAM (Computer Aided Manufacturing). Počítačový systém pre riadenie strojov, manipulačných zariadení, monitorizácie procesov, riadenie servisných prác a pod.

CIM (Computer Integrated Manufacturing). Integrácia separantných systémov do celku

Obr. 1.3 Schéma CAD systému

Významnosť počítačového konštruovania, ale aj iných zloţiek inovačného procesu moţno vymedziť v troch hlavných rovinách:

Práca konštruktérov a projektantov v CA - systémoch je podstatne výkonnejšia vo všetkých aktivitách (čas, práca, náklady)

CA - technológie zvyšujú kvalitu návrhov na báze úspor materiálov, pracnosti výroby, optimalizácie konštrukcie, výrobných plôch a pod.

CA - technológie podporujú tvorivosť a variantnosť riešení a tým celkovú inovačnú úroveň podniku.


10

Inovačné trendy:

Existencia veľkého počtu univerzálnych programových systémov pre konštruovanie a ich systemizácia a štandardizácia podľa aplikačných oblastí. Charakteristickým znakom je:

- rýchla aplikácia stále vznikajúcich programových produktov všeobecného charakteru

- systemizácia a štandardizácia pouţívaných programových produktov (napr. CATIA, AUTOCAD, PROINŢINIER). Napr. systém CATIA je preferovaný u svetových výrobcov automobilov a ich dodávateľov. Pri zákazkách na dodávky komponentov je dokumentácia výhradne na počítačových médiách a sú normované poţiadavky na komunikáciu.

Aplikácie špeciálnych prostriedkov pre vývoj výrobkov : - Digitálny výrobok. Presné prostriedky opisu výrobkov a ich prvkov

prostredníctvom referenčných konštrukčných dát. Všetky údaje o výrobku získavané z vývojového procesu sú spracované v predom definovanej digitálnej forme a predstavujú virtuálny prototyp na ktorom dizajnéri, konštruktéri, elektronici, ergonómovia a iní špecialisti riešia parciálne a integračné úlohy.

- Digital Mock-Up (DMU). Virtuálny model výrobku je vizualizovaný a počítačom sa simuluje jeho montáţ resp. celá výroba. Umoţňuje testovať ľubovoľnú súčiastku alebo agregát na pouţitie.

- Počítačové testovanie. Pomocou počítača je simulované správanie sa v prostredí pri rôznych podmienkach a pri zmene fyzikálnych faktorov (teplo, zima, voda a iné). K dispozícii sú programy pre riešenie úloh prúdenia vzduchu, akustické testy, správania sa materiálov a pod. Úroveň počítačových simulácií umoţňuje redukovať do veľkej miere fyzické testy.

Aplikácia programových systémov pre optimalizačné výpočty. Napríklad systém ADAMS (Automatic Dynamic of Mechanical System Simulation), ktorý automaticky rieši pohybové rovnice pre kinematické, statické a dynamické simulácie

Trend bezpapierovej (digitálnej) formy konštruovania aj u zloţitých výrobkov.

Digitálny výrobok. Pomocou počítačov sú vytvárané pevné prostriedky opisu výrobkov a ich prvkov vo forme referenčných konštrukčných údajov. Všetky údaje získané z vývojového procesu sú spracované v predom definovanej digitálnej forme a predstavujú virtuálny prototyp výrobku. Na digitálnom výrobku môţu ďalšie špecializácie ako sú ergonómovia, technológovia, kvalitári a pod. riešiť úpravy a modifikácie výrobku.

Virtuálne zobrazovanie konštrukcie. Počítačové technológie umoţňujú s vysokým stupňom prezentácie zobrazovať v priestorovom modeli vytvorenú konštrukciu, vrátane pohybov a činnosti obsluhy.

Virtuálne zobrazovanie budúcej výroby. Údaje z počítačového konštruovania sú prepojené na systémy, ktoré navrhujú montáţ výrobku, výrobné zariadenia, usporiadanie výrobných výrobných liniek a výrobný tok.

Počítačové testovanie výrobku. simulované je správanie sa výrobku v relevantnom prostredí (virtuálne prostredie) pri rôznych podmienkach. Typickým príkladom sú nárazové testy automobilov pri riešení ich bezpečnosti.


11

Technologická príprava výroby

V technologickej príprave výroby sa na základe konštrukčnej dokumentácie realizuje koncepcia technologického projektu. Vytváraná technologická dokumentácia zahrňuje: technologické postupy vrátane výkonových THN, technicko - hospodárske normy spotreby materiálov ( materiálové THN), technologický projekt, technologické výkresy polovýrobkov, výkresy špeciálneho náradia a pod.

Technologická príprava výroby (TgPV) je súhrn technicko-organizačných činností a opatrení zameraných na spracovanie výrobnej dokumentácie a podkladov pre materiálne vybavenie výrobného procesu. Z rozborov skladby prácnosti vyplýva, ţe 70 % aţ 80 % z celkovej prácnosti pripadá na prípravu výrobnej dokumentácie.

Po vývojovej a konštrukčno-návrhovej etape, v ktorej sa realizoval návrh súčiastky, nasleduje návrh technológie výroby. Návrh spôsobu výroby, ktorý je zapisovaný do technologickej dokumentácie, je realizovaný v rámci technologickej prípravy výroby TgPV). Táto časť predvýrobných etáp je jedna z najpracnejších a časovo najnáročnejších v prípravnej fáze výrobného procesu.

Hlavnou úlohou TgPV je predovšetkým:

spracovanie konštrukčno-technologických rozborov súčiastkovej základne,

výber vhodných polotovarov,

určenie spotrebnej hmotnosti,

stanovenie počtu a poradia výrobných, kontrolných a montáţnych operácií,

voľba vhodných strojov, nástrojov, prípravkov, meradiel a pomôcok,

výpočet základných technicko-ekonomických údajov o spotrebe materiálu a energie,

spracovanie, kompletizácia a archivácia výrobnej dokumentácie,

spracovanie a modifikácia výrobnej dokumentácie v rámci zmenového riadenia,

určenie rezných podmienok a noriem spotreby času,

zaradenie a spracovanie manipulačných a dopravných operácií,

spracovanie programov pre NC stroje, roboty a kontrolné zariadenia,

spracovanie dokumentácie pre montáţ výrobkov. Technologická dokumentácia má v podniku veľký význam. Okrem jej hlavného

zamerania výroby, je vstupom pre oddelenie, respektíve systémy pre plánovanie a riadenie výroby, informácie z technologického postupu sú dôleţitým vstupom pre nákup materiálov, nástrojov a iných pomôcok. Na základe informácií z technologického postupu sa takisto vychádza pri určovaní nákladov na súčiastku, strojárskej praxi existujú nasledovné druhy technologickej dokumentácie :

technologický postup,

list náčrtkov,

technologický predpis,

montáţna rozpiska,

súpiska priebehu výroby,

zoznam technologického náradia,

technicko - normovací list,


12

návodka,

typová (skupinová) návodka,

operačná návodka,

typová operačná návodka,

list technologického postupu kontroly súčiastky. Druh pouţitej technologickej dokumentácie závisí od typu súčiastky, vyrábaného

mnoţstva, disponibilného strojového parku (konvenčné alebo NC stroje), zvyklostí daného podniku, úrovne inţinierskych pracovníkov, vybavenosti výpočtovou technikou a pod. Takisto stupeň rozpracovanosti technologického postupu závisí od typu výroby.

Technologický postup určuje potrebné výrobné zariadenie, nástroje, prípravky, meradlá a technologické podmienky tak, aby súčiastka bola podľa daného technologického postupu vyrobiteľná hospodárne a spínala kvalitatívne a kvantitatívne poţiadavky dané technickou dokumentáciou. Je to predpis pouţitých strojných a pomocných zariadení, ktoré sa zúčastňujú výroby súčiastky a takisto predpis technologických podmienok z akých pracujú jednotlivé strojné zariadenia. Technologický postup je výsledkom práce technológa v rámci TgPV. Obdobne ako technický výkres, je aj technologický postup záväzný pre výrobu. Technologický postup musí obsahovať informácie týkajúce sa:

súčiastky (vyrábané plochy),

výrobných prostriedkov (stroj, nástroj),

operácia),

poradia technologických operácií,

parametrov pouţitej metódy (technologické parametre),

operačné časy jednotlivých technologických operácií,

miesta, kde sa bude technologická operácia realizovať (určenie strediska),

dráhy nástroja (pre NC programovanie),

pomocných procesov (chladenie, mazanie a pod).

Z rozboru prác v technickej príprave výroby vyplýva, ţe z celkového rozsahu činností pripadá na intuitívnu činnosť l % aţ 5 %, na formálne logickú činnosť 25 % aţ 50 % a na rutinnú činnosť 45 % aţ 74 % . Počítačová podpora rutinných činností sa rieši pomocou márnych algoritmov. Omnoho zloţitejší problém je automatizovať činnosti, pre ktoré nie je presne známy algoritmus riešenia (napr. určenia poradia technologických operácií, analýza upínania a pod.). Pri týchto činnostiach má veľkú váhu dlhoročná skúsenosť pracovníkov, ‚technologická― inteligencia pracovníka, intuícia, skúsenosti a poznatky o probléme. Posledne menované črty patria do oblasti inteligenčných schopností technológa. Existuje snaha aj tieto črty plánovania opísať a vhodným spôsobom algoritmovať. Jedná sa uţ o oblasť umelej inteligencie a expertných systémov.

Medzi základné poţiadavky kladené na technologický postup patrí:

splnenie funkčných poţiadaviek daných špecifikáciou, technickým výkresom a normami,

výroba súčiastky s minimálnou prácnosťou a minimálnymi nákladmi na výrobu,

maximálne vyuţitie kapacity navrhovaného výrobného zariadenia,

dodrţanie bezpečnosti práce technologickým a pracovným postupom,

rešpektovanie ekologických aspektov.


13

I keď je moţné stanoviť všeobecný postup operácií v technologickom postupe, je návrh technológie výroby ovplyvnený mnohými činiteľmi a je potrebné vziať do úvahy mnoţstvo súvislostí. Návrh technologického postupu je typicky plánovacia činnosť, vyţaduje od technológa nielen teoretické vedomosti o strojárskych technológiách, ale aj praktické skúsenosti. Je to veľmi náročná etapa predvýrobnej etapy realizácie súčiastky.

Organizácia a riadenie prípravy výroby Poznať moţností zdokonaľovania organizácie a riadenia prípravy výroby predpok-

ladá nielen mať poznatky z oblasti organizačnej analýzy a riadenia, ale aj dokonalý prehľad o objekte, teda samotnom obsahu a procese prípravy výroby.

Príprava výroby tvorí súčasť predvýrobných etáp, ktorých obsah je vymedzený činnosťami od zrodu vedeckého poznatku aţ po aplikáciu vo výrobe. V tomto širšom rámci invenčno-inovačného procesu tvorí jednu zo základných zloţiek predvýrobných etáp vlastná príprava výroby.

Konkrétne moţno obsahovú náplň prípravy výroby ohraničiť tak, ţe v sebe zahŕňa iba tie činnosti z komplexu predvýrobných etáp, ktoré nadväzujú na výsledky vedeckovýskumnej práce a dotvára ich v projektovej, konštrukčnej, technologickej a inej dokumentácii, podlá ktorej sa uţ bude bezprostredne vyrábať.

Poslaním a cieľovou funkciou prípravy výroby je dopracovať prognózy výroby, jej rozvojové koncepcie i schválené plány do konkrétnej technickej, ekonomickej, organizačnej, obchodnej a inej dokumentácie potrebnej na výrobu nových výrobkov.

Výsledný cieľ tohto mnohostupňového a členitého prípravného procesu má zodpovedať dvojjedinému kritériu:

dosiahnuť prípravu výrobkov špičkových svetových parametrov kvality,

zabezpečiť čo najniţšiu spotrebu ţivej a zhmotnenej práce na ich výrobu. Okrem týchto súhrnných pozitívnych poţiadaviek moţno na význam prípravy výroby

poukázať aj z hľadiska negatívnej stránky. Myslia sa tým nedostatky v príprave výroby, ktoré sa potom záporne prejavujú v mnoţstve technicko-ekonomických parametrov výrobkov. Nedostatočná úroveň prípravy výroby sa ďalej negatívne premieta aj do výrobného procesu, kde vznikajú technické ťaţkostí vo výrobe, ale dolieha to aj na samotnú technologickú disciplínu robotníkov a vopred nepripravené organizačné projekty sťaţujú i priamo organizáciu vo výrobnom procese.

Významnosť prípravy výroby zvýrazňujú vyššie náklady, ktoré sa vynakladajú, napr. v kusovej výrobe tvoria aţ jednu tretinu vlastných nákladov výroby. Popri poţiadavkách na kvalitu prípravy a výšku jej nákladov treba význam prípravy posudzovať aj z hľadiska faktora času.

Východiskom je zadanie, od ktorého sa celý proces prípravy výroby odvíja. Zadanie má obsahovať základné ciele a poţiadavky, ktoré sa prípravou výroby majú dosiahnuť. Moţno medzi ne zaradiť tieto: 1. Súbor technických, prevádzkových, estetických, ergonomických ďalších

parametrov kvality novo pripravovaných výrobkov. 2. Poţiadavky na efektívnosť použitia nových výrobkov, t. j. aby zodpovedali

efektívnemu vývozu na zahraničné trhy i tuzemským odberateľom spotrebiteľom. 3. Poţiadavky na efektívnosť zhotovovania nových výrobkov. Toto hľadiska výrobcu

je vzhľadom na hmotné, energetické, pracovné a iné zdroje čoraz naliehavejšie 4. V súlade so systémovým chápaním vecí netradične, systémovo stanoviť


14

poţiadavky pripravovaný výrobok. Nezadávať teda len individuálne výrobky, ale komplexné úlohy

S. Súborne obsiahnuť a premietnuť poţiadavky na kvalitu výrobku, na efektívnosť jeho pouţívania i efektívnosť výroby do výslednej syntézy efektov.

Pre prípravu strojárskej i väčšinu ostatnej výroby, zaloţenej na mechanickej technológii, sú charakteristické najmä tieto základné etapy:

konštrukčná príprava výroby,

technologická príprava výroby,

príprava náradia a prípravkov,

vypracovanie technicko-hospodárskych noriem,

vypracovanie kalkulácie výrobkov a cenových návrhov,

technicko-organizačný projekt výroby,

overovacia séria, zábeh a zmenové riadenie výroby.

Automatizácia prípravy výroby

Súčasné obdobie charakterizované aj ako historická etapa, v ktorej sa otvorilo pouţívanie počítačových technológii vo výrobe, ale aj príprave výroby je stimulované zavádzaním automatizovaných, najmä pruţných výrobných systémov. Zvyšujúce sa nároky na inţinierske - technické práce do popredia tlačia automatizované inţinierske systémy. Tie zabezpečujú počítačovú podporu širokého spektra inţinierskych úloh. Najčastejšie sú označované ako systémy CAx - CAD, CAP, CAE, CAQ, CAT, CÁR, CAM a pod.

Problematika automatizácie inţinierskych prác v strojárskej výrobe vzhľadom na jej prierezový charakter je značne široká. Z hľadiska širších aspektov sú tu zahrňované problémy systémového ponímania a rozvoja automatizovaných inţinierskych činností, teoretické a metodické princípy -automatizovaného projektovania systémov, metodické postupy, algoritmy a nástroje pre formalizáciu a. popis objektov výroby, výrobných procesov, výrobnej techniky, výrobných systémov a pod.. Dôleţité sú však aj poznatky a Informácie z interdisciplinárnych odborov nestrojárskeho charakteru najmä z informatiky, kybernetiky, počítačovej grafiky, matematiky a pod., ktoré sú neoddeliteľnou súčasťou nových projektových metodológií a technológií .

Poţiadavky na novú kvalitu inţinierskych prác sú odvádzané predovšetkým z vytváraných stratégií moderných strojárskych najmä automatizovaných výrob. Ako evidentné atribúty pritom vystupujú:

širší rozsah t.j. objem inţiniersko-technických činností,

vysoká kvalita inţiniersko-technických riešení,

minimalizácia t.j. skracovanie inovačných cyklov (cyklov projektovania),

minimálizácia t.j. zniţovanie vývojových a realizačných nákladov. Bez širokej počítačovej t.j. automatizácie (informačných a softwarových

technológií) sa vysoká kvalita technických prác v predmetnej oblasti dá len veľmi obtiaţne dosiahnuť .


15

Automatizované inţinierske systémy v strojársky výrobe sa rozvíjajú hlavne v nasledovných základných skupinách:

vývoj resp. inovácia objektov výroby (súčiastky, uzly, finálne výrobky),

technologická príprava, plánovanie, organizácia a riadenie výroby,

technologické projektovanie, príprava, realizácia a prevádzkovanie výrobných zoskupení.

Existujú rôzne prístupy k interpretácii a klasifikácii automatizovaných inţinierskych

systémov. V nich ako základné klasifikačné znaky vystupujú atribúty: stupeň automatizácie, profesná špecializácia, štruktúra technických a programových prostriedkov a pod. Základné členenie automatizovaných inţinierskych systémov však vyplýva í ich postavenia v štruktúre systémov typu CIM a HIM. Vytvárané modely sú spravidla zaloţené na štrukturalizácii hlavných zloţiek t.j. podsystémov integrovaných do celku. Hlavné činnosti sú pritom rozčleňované do funkčných blokov, pričom kaţdý blok vyuţíva významnú počítačovú podporu. (obr.1.4).

Obr. 1.4 Hlavné bloky počítačovej podpory v modeloch C I M

PPS - PMS

Počítačová podpora

strategického plánovania a

marketingu

CAM Počítačom podporovaná výroba

CAD

Počítačom podporovaný

vývoj výrobkov

CAP

Počítačom podporované

plánovanie výroby

PPC

Počítačom podporované plánovanie a riadenie

výroby

MRP

Počítačom podporované

plánovanie materiálových

požiadaviek

CAE

Počítačom podporovaná

inžinierska činnosť

CA

Q

Po

číta

čom

podp

oro

van

é ri

aden

ie k

val

ity

Polotovary Skladovanie Výroba súčiastok Montáž Inšpekcia Expedícia


16

2. TRENDY ROZVOJA STROJÁRSKEJ VÝROBY 2.1 Všeobecné trendy ovplyvňujúce rozvoj výroby

Globalizácia - trend súčasného rozvoja vo všetkých oblastiach. Je to intenzifikácia vzájomných transakcii podnikov a nová kval i ta rozmiestňovania zdrojov na celosvetovom trhovom teritóriu. Hnacou silou sú tieto aspekty:

prechod od regionálnych k celosvetovým trhom,

rastúca otvorenosť v toku kapitálu, know-how, ľudí,

fenomén premiestňovania výroby za zákazníkmi alebo za výhodnými podmienkami,

medzinárodná štandardizácia parametrov podnikania,

moţnosť kompenzovať lokálne turbulencie,

prax zdruţovania podnikov a vytvárania strategických partnerstiev,

trend zlepšovania produkcie z hľadiska ţivotného prostredia a technickej úrovne.

Základné dimenzie globalizácie uvádza tab. 2.1. Výhody globalizácie sú:

rozšírenie ekonomickej škály,

rozmanitosť a zákaznícky prístup,

prekonáva ochranárstvo (clá, dovozné l imity a pod.),

vyvaţuje rôzne časovanie inovačných cyklov,

obohacuje systém najlepšími skúsenosťami z regiónov.

Základné dimenzie globalizácie

Tab.2.1

Dimenzie globalizácie Charakteristika

Sociálne faktory Nová kvalita ţivota v dôsledku pouţívania progresívnych výrobkov. Zamestnanie a ekonomické dôsledky globalizácie. Transfer technológií a znalosti.

Obchodné faktory WTO (World Trade Organization) Nediskriminačný a otvorený spôsob obchodu

Medzinárodný charakter podnikania

Exportné trhy Zahraničné investície a partnerstvá

Štandardizácia a certifikácia Normy ISO, VDA a pod.

Logistické siete Riadenie zásob, výroby

Informačné siete Internet, informačné technológie

Konkurencieschopnosť - stratégia firemného podnikania. Hlavné metódy pre

realizáciu vysokokonkurenčnej stratégie podnikania ilustruje obr. 2.1. Hybnou silou nových stratégii je triáda :

kvalita (vzťah k zvyšovaniu pridanej hodnoty produkcie),

produktivita (zniţovanie produkčných nákladov a zvyšovania objemov) ,

inovácie (integračný faktor).


17

Dôsledky aplikácie nových stratégii konkurencieschopnosti vedú k:

dynamizovaniu celého výrobného procesu ,

zniţovaniu spotreby zdrojov ,

aplikáciám pruţných, automatizovaných a sofistikovaných technológií. Systémová previazanosť hlavných faktorov stratégie vyţaduje plánovanie stratégie zhora nadol a. realizácia stratégie zdola nahor.

Obr.2.1 Hlavné metódy pre realizáciu vysokokonkurenčnej stratégie

Vysoká produktivita - prezentuje rozvoj výrobných činností, pretoţe pojem vyjadruje efektívnosť výrobných systémov. Často je najdostupnejšou cestou zvyšovania konkurencieschopnosti. Produktivita je vyjadrovaná vzťahom medzi mnoţstvom výrobkov vyrobených daným výrobným systémom, za daný časový interval a mnoţstvom potrebných zdrojov. Zdroje sú pritom špecifikované spotrebou práce, kapitálu, energie, materiálu a informácií.

Zvyšovanie produktivity je v súčasnosti hlavným zdrojom reálneho hospodárskeho rastu kaţdej krajiny, ale aj sociálneho vývoja a zvyšovania ţivotnej úrovne ľudí. Zvyšovanie produktivity nie je orientované na to aby sa pracovalo tvrdšie, ale na to, aby sa práca vykonávala inteligentnejšie a racionálnejšie. Inšpiračné sú z hľadiska hodnotenia súčasného stavu japonské prístupy.

Inovácie - filozófia podnikateľských činnosti, ktorá zasahuje zloţky vývoja výrobkov, zdokonaľovania technológií, výroby, marketingu a pod. Potvrdzujú to nasledovné atribúty:

v podmienkach podnikania dochádza k zmenám, a ţe tieto zmeny sú rýchle.,

existujú zákonitosti zmien, ktoré sa dajú predvídať a analyzovať,

inovácie sú najlepšou prípravou na zvládnutie týchto zmien,

inovácie sú základom zabezpečenia dlhodobej konkurencieschopnosti,

inovácie sú náročné, ale dynamickí podnikatelia sú pripravení ich zvládnuť,

inovácie sú rizikové, ale väčšie je riziko, neinovovať. Inovácie ako kombinácia vývojových zmien sa chápu ako prekročenie obnovovania

reprodukčného procesu v uzavretom kruhu. Rozlišujú sa predovšetkým tieto hlavné druhy vývojových zmien:

pouţívanie nových výrobných prostriedkov, technológií a marketingu,

zavádzanie nových (lepších) výrobkov a sluţieb,

pouţívanie nových materiálov, surovín a zdrojov,

nová organizácia výroby,

otváranie nových trhov.

Ziskovosť

Konkurencieschopnosť

Rast

Kvalita

Produktivita

Inovácie

Čas

Náklady

Práca


18

2.2 Zákaznícka orientácia výroby a podnikania

Zmeny v podnikateľskej činnosti sú vyvolané :

Trhovými faktormi - tvrdá konkurencia, globalizácia trhu, konjuktuálne výkyvy, skracovanie cyklov ţivotnosti výrobkov a výrobných systémov, vysoká kvalita pri relatívne nízkych cenách, meniace sa poţiadavky zákazníkov.

Sociálnymi faktormi - potreba skracovania a nová organizácia pracovného času, zvyšovanie miezd, humanizácia práce, nové formy motivácie ľudí, zapojenie pracovníkov do podnikových zmien, nový pohľad na postavenie práce v ţivote človeka, zvyšovanie ţivotnej úrovne a zmena hodnotového rebríčka.

Ekologickými faktormi - rastúce neriešené problémy v ţivotnom prostredí, ktoré vznikajú ako dôsledok nekontrolovaného rastu, zvyšovanie rôznych foriem zaťaţenia ţivotného prostredia, obmedzené prírodné zdroje, rastúce ekologické uvedomenie ľudí a ich tlak na podniky a legislatívu.

Pre súčasné stratégie rozvoja strojárskej výroby je rozhodujúca orientácia na zákaznícke požiadavky. Tieto poţiadavky súvisia s novými funkciami výrobkov, ţivotným prostredím, vzdelaním, humanizáciou ţivota, výrobnou kultúrou a pod. Ich uspokojovanie vytvára tlak na skracovanie inovačných cyklov vo vývoji a výrobe výrobkov. Masovo produkované výrobky prestávajú byť atraktívne vzhľadom na individualizované a rýchlo sa meniace poţiadavky zákazníkov.

Konkurenčná schopnosť je spájaná s vyuţívaním nových druhov výrobkov a ich funkcií, nových materiálov, nových technológií ale aj informácií a znalosti. Hlavné tendencie zmien strojárskej výroby sú podľa tohto prístupu (tab.2.2):

zákaznícka orientácia vo výrobe ale aj v podnikaní,

segmentovanie ale aj otváranie nových trhov,

rastúca neurčitosť a riziká.


19

Doporučenia vyvolané hlavnými zmenami Tab.2.2

Druh zmeny D o p o r u č e n i a

Orientácia

na zákazníka

Zákazník je najdôležitejšia osoba každého podniku.

Zákazník nie je závislý na podnikateľovi (výrobcovi), ale nezávisle.

Zákazníkom je každý, kto vstupuje do kontaktu s požiadavkami, úlohou podnikateľa

(výrobcu) je tieto požiadavky splniť.

Zákazník nie je štatistická osoba, ale reálny človek so svojimi vlastnosťami, predsudkami

a chybami (úlohou nie je posudzovať zákazníka).

Zákazníci sa menia. Nestačí mať len kvalitný a bežný výrobok. Splniť kódex

spotrebiteľských práv je už nedostatočné minimum (výrobok má byť v pravý čas na

správnom mieste, v správnom kontexte).

Snahou je nielen získať a udržať zákazníka, ale získať ho aj pre spoluprácu.

Populárne techniky presviedčania spojené s rafinovanou reklamou majú byť nahradené

systematickým zberom, analýzou a prognózami potrieb zákazníkov.

Segmentácia trhu

Otváranie nových

trhov

Vyzdvihovať je potrebné faktor času. Čas sa stáva silným konkurenčným faktorom.

Preferovať je potrebné význam informácií a znalostí, bez ktorých nie je možné rozpoznať

alebo prognózovať nové potreby a spôsob ich naplnenia.

Otváranie produkčných systémov a riadenie má zohľadňovať medzinárodný aspekt

(prejavuje sa aj v subdodávkach, odbytových možnostiach a pod.).

Pri otváraní nových trhov sa zvýrazňuje potreba marketingu (predstavuje cca 30%

celkových nákladov.

Rizika

a neurčitosť

Analýzy musia brať zreteľ na prognózovanie technických, ekonomických, sociálnych

a iných parametrov nových technológií a novej techniky.

Oceňovanie rizika musí zahŕňať realizáciu optimálneho technologického výberu pri

maximalizácii výhod a minimalizácii negatívnych dôsledkov rôzneho druhu.

Usmerňovanie technologických noviniek musí zohľadňovať činitele ovplyvňujúce

pravdepodobnosť úspechu projektov (informácie, výrobno-technické, vedecko-technické,

právne, personálne činitele).

Zákaznícka orientácia je významný faktorom súčasných ale aj budúcich zmien v strojárskej výrobe. Vyţaduje si:

výber zákazníckych hodnôt,

tvorbu hodnôt,

odovzdanie hodnôt zákazníkom. Prístup zaloţený na orientácií na zákazníka sa premieta do konkrétnych

opatrení v podniku :

podnik vyrába to, čo zákazník potrebuje,

zákazník dostane to najlepšie, čo podnik dokáţe vyrobiť,

zatiahnuť zákazníka aktívne do podniku,

zamerať všetky aktivity podnikateľských oblastí primárne na zákazníka,

všetky funkcie majú primárny kontakt na zákazníka,

kaţdý vo výrobnom procese je zákazníkom a odberateľom, vyrába sa na objednávku,

prijíma sa len perfektná práca a odovzdáva sa len perfektná práca,

k zákazníkovi sa pristupuje ako ku človeku a nielen ako ku spotrebiteľovi.


20

Vyţaduje sa dodanie maximálnej pridanej hodnoty zákazníkovi . Pre trh (zákazníka) sú rozhodujúce tie hodnoty, ktoré poţaduje a nie koľko času, know-how , materiálu, práce sa vloţilo do výrobku. Základné myšlienky sú :

rešpektovanie hodnoty z hľadiska zákazníka a podmienok trhu,

zameranie na činnosti, ktoré zvyšuje hodnotu výrobkov, alebo účinnosť a hospodárnosť procesov, teda na činnosti, ktoré tvoria hodnoty,

aj nemateriálne veci môţu tvoriť hodnoty,

prideliť najlepších ľudí k procesom s najvyššou tvorbou hodnôt,

pri úzkych profiloch sú prioritné procesy tvoriace hodnoty,

funkcie, ktoré netvoria hodnoty je treba preriediť a integrovať,

Platí zásada pripraviť správny výrobok v správnej kvalite, v správnom čase a na správnom mieste .

Stratégia dosiahnutia konkurencieschopnosti si vyžaduje pružnú výrobu. Vyžaduje sa:

rýchle prispôsobenie sa novému výrobku,

rýchle uspokojenie zákazníka,

vysoká kvalita,

primeraná cena. Z pohľadu orientovania sa výrobcov na pružnú výrobu, pre splnenie

požiadaviek trhu sa vyzdvihujú nasledovné faktory:

Zákazník. Rešpektovanie poţiadaviek a potrieb zákazníka je nutnosťou uţ pri vývoji nového výrobku.

Automatizácia. Nestabilita výrobku je v súčasnosti hlavným faktorom, od ktorého by sa mala odvíjať automatizácia výroby. Výrobný proces sa rozpadáva do malých jednotiek, ktoré je moţné budovať ako ostrovčeky automatizácie a tie neskôr integrovať.

Integrácia. Je chápaná ako spájanie medzi existujúcimi organizačnými jednotkami, resp. subsystémami, ktoré v závislosti od stupňa integrácie splývajú do kvalitatívne novej jednotky. Buduje sa predovšetkým pomocou informačných a materiálových tokov. Počet vymieňaných informácií neustále rastie, poţiadavka rýchlosti ich výmeny sa zvyšuje, doba na rozhodovanie sa skracuje.

Agilnosť. Agilný podnik musí dospieť k výrobe správneho výrobku na správnom mieste, v správnom čase, pre správneho zákazníka a pri správnej cene.

Variantnosť výrobkov. Budovanie variantnosti je zaloţené na vyuţívaní štandardizácie prvkov, čo vedie k zameniteľnosti súčiastok a vytváraniu modulov. Pri projektovaní modulová koncepcia umoţňuje podľa pouţitých modulov vytvárať rôzne varianty. Prístup umoţňuje za krátky čas zo štandardizovaných dielcov navrhnúť veľký počet konečných výrobkov.

Pridaná hodnota. Pre zabezpečenie konkurencie schopnosti podniku je potrebné aby sa tento zameral na také aktivity, ktoré mu umoţnia ponúknuť výrobky s dostatočným podielom pridanej hodnoty.

Čas. Umoţňuje predbehnúť konkurenta v uspokojení zákazníka. Nová štruktúra podniku musí byť tak pruţná, aby straty času boli minimálne.

Inovatívnosť. Veľké výrobné stratégie sa budujú na jedinečných nápadoch,


21

schopnostiach a nie len na investíciách. V rýchlo sa meniacom prostredí je inovatívnosť nutnosťou. Konkurencia inovatívnosti sa prejaví v skrátení času vývoja nových výrobkov a ich uvádzaní na trh.

Pružnosť. Nevyţaduje dosahovanie maximálnej výrobnosti, t.j. aby výrobné prostriedky boli maximálne vyuţité, ale vyţaduje sa schopnosť byť k dispozícií pre výrobu daného výrobku v poţadovanom čase.

Výrobné bunky. Bunkové štruktúry zabezpečujú previazanosť medzi strojmi, šetria čas i priestor. Činnosť výrobných prostriedkov je synchronizovaná, materiálový tok rýchly.

JIT. Podstatou je eliminácia tých časov, ktoré neprispievajú k tvorbe novej hodnoty výrobku. Metóda sa vyvíja ako odpoveď na rýchlosť a pruţnosť reagovania na trh.

Skupinová technológia. Skupiny podobných výrobkov sú vytvárané na základe materiálového toku cez tie isté výrobné prostriedky. Na základe skupinovej technológie je takto moţné aj pre malý počet výrobkov v dávkach dosiahnuť vysokú pruţnosť výroby, zabezpečiť kvalitu a štíhlosť výrobného procesu a vykazovať ekonomické účinky veľkosériovej výroby.

Kvalita. Je nevyhnutnosťou, nemoţno ju uţ oddeliť od poţiadaviek na uspokojenie zákazníka, ale nepostačuje na získanie zákazníka.

Decentralizované riadenie. Pri pruţnej výrobe je riadenie decentralizované. Väčšina rozhodnutí sa realizuje priamo na mieste vo výrobnom systéme. Riadenie je jednoduchšie a rýchlejšie.

Multiprofesná činnosť pracovníkov. Na splnenie poţiadaviek zákazníkov sa vytvárajú interdisciplinárne problémovo orientované a časovo ohraničené skupiny, v rámci ktorých preberajú pracovníci rôzne úlohy, prechádzajú často z jedného na druhý pracovný systém a vyuţívajú veľmi pruţne svoj pracovný čas.

2.3 Ďalšie charakteristické črty inovačného rozvoja strojárskej výroby

Rozvoj strojárskej výroby v súčasnom období ovplyvňuje:

rastúca diverzifikácia výrobkov. Sústavné sa zvyšuje sortiment výrobkov. Prechod na výrobu v menších sériách je aj v hromadných výrobách, čo si vyţaduje podstatne zvýšiť pruţnosť výroby a modernizovať a automatizovať výrobnú základňu.

rastúce uplatňovanie mikroelektroniky. U výrobných prostriedkov a systémov rastie ich zloţitosť, v dôsledku vyuţívania elektronických kontrolných, regulačných a riadiacich prvkov.

rýchle uplatňovanie nových technológií. Aplikáciou progresívnych technológií vo výrobe sa skracuje inovačný cyklus pri rastúcej rozmanitosti výrobkov. Skracovanie inovačných cyklov je tieţ zapríčinené rýchlym morálnym zastarávaním výrobnej techniky a výrobných systémov.

rozvoj komplexnej automatizácie. Základom úspešnej automatizácie je štandardizácia a unifikácia automatizačnej techniky a zabezpečenie potrebného aplikačného softvéru. Do výroby sa zavádzajú pruţné automatizované výrobné systémy na modulovom a stavebnicovom princípe.

Výrazný vplyv na rozvoj inovácií strojárskej výroby majú nasledovné faktory:

dynamické trhy, široká škála produkovaných výrobkov, skracovanie ich


22

ţivotných cyklov, zmeny ich cenových štruktúr, silná konkurencia, ale i postupné vyčerpávanie prírodných zdrojov atď. si vyţaduje uplatnenie nových prístupov a myšlienok v rozvoji inovačnej aktivity.

trh je viac globálny a jeho vývoj diktuje zákazník, ktorého neuspokojí hromadne vyrábaný výrobok, preto sa musí ponúkať široká škála produktov a existovať musí podstatne väčšia kooperácia s dodávateľmi.

skrátenie celkového výrobného cyklu, návrh aţ dodávku výrobku k zákazníkovi je najdôleţitejším predpokladom úspechu inovačnej činnosti, rovnako kvalita i neustále zdokonaľovanie výrobných prostriedkov.

pruţnosť a konkurencieschopnosť výrobných systémov je v tom, aby boli schopné produkovať na modernej výrobnej technike čo moţno najširší sortiment finálnych výrobkov s minimálnymi prerušeniami ich činnosti. Rovnako dôleţitá je pruţnosť v predvýrobných etapách.

spracovanie informácií pomocou moderných informačných technológií, ktoré musia podporovať a rozvíjať tvorivosť jednotlivcov a tímov. Počítať je potrebné aj s vyuţívaním nasledujúcich trendov:

miniaturizácia výrobných systémov a ich stavebnicová štruktúra – výrobné systémy sa neustále zmenšujú, sú bez rozsiahlych materiálových tokov a skladov, sú dodávané ako stavebnice pripomínajúce LEGO.

minimalizácia časov na prestavenie výrobných zariadení – vyvíjajú sa nové konštrukcie a zariadenia na výmenu súčiastok a nástrojov, nové postupy a metódy na zniţovanie časov na prestavenie pri zmene výroby.

vyuţívanie nových multifunkčných výrobných zariadenní – ktoré zabezpečia kompletnú výrobu rotačných alebo skriňových výrobkov bez zbytočnej manipulácie. Tieto zariadenia si vyţadujú vysokovýkonné nástroje, nástrojové materiály a intenzívne chladenie a pod.

spoľahlivosť výrobných zariadení – v dôsledku vybavenia vysokokvalitnými nástrojmi, pohonmi, manipulačnými zariadeniami, riadiacou technikou a pod.

integrácia výrobných, meracích, monitorovacích a diagnostických zariadení – v systéme riadenia je v súčasnosti veľké mnoţstvo kontrolných zariadení, ktoré sú navzájom prepojené a sú riadené výpočtovou technikou. Na monitorovanie sa v súčasnosti pouţívajú rôzne druhy senzorov a bezdotykových meracích zariadení

uplatňovanie racionálnej automatizácie – vyuţívanie jednoúčelových stavebnicových automatov.

Vplyv umelej inteligencie na rozvoj .

Umelá inteligencia sa chápe ako schopnosť samostatne reagovať na faktory a vplyvy okolia, v tom zmysle, ţe výrobky dostanú nové schopnosti.

Virtuálny inţiniering, generatívne metódy, inteligentné výrobné systémy sú cestou ktorou sa bude uberať výroba výrobkov budúcnosti a tým sa aktivujú nové moţnosti zisku. Významný zámer vývoja ekonomiky je aj v navýšení efektivity cez nové formy organizácií a aktivacií tzv. ľudských potenciálov. Technicky orientované stratégie výroby, ktoré dominovali v 80-tych rokoch sú dnes prekonávané.

Umelá inteligencia, vyjadruje schopnosti výrobku prispôsobiť sa vplyvom okolia. Nové generácie výrobkov majú nové vlastnosti, podporujú spoľahlivosť, istotu


23

a vyuţitie v medzných prípadoch. Sú výsledkom rozvoja mechatroniky. Výrobky na tejto báze majú v sebe rôzne prvky z mechaniky, elektroniky a softvéru ako i senzorickej elektroniky a tzv. aktoriky ktoré dávajú výrobkom nové vlastnosti a robia ich inteligentnými. Tieto výrobky sú začlenené i do systému výroby majú za následok jej štrukturálne zmeny.

Významné inovácie sú v oblasti spracovania informácií. Metódy a nástroje, ktoré sa vyuţívajú vo vývoji a konštrukcii sa sú robustné a mnohostranné. Môţu sa vyuţívať vo všetkých procesoch, umoţňujú úplnú digitalizáciu a vizualizáciu inţinieringu a veľmi výrazne prispejú ku skráteniu vývojových štádií a k optimalizácii výrobku.

Výroba si vyţaduje simultánny vývoj, virtuálny inţiniering, sieťové prepojenie výroby a inteligentné výrobné systémy. To umoţní výrobu nových výrobkov, ktoré majú vlastnú technickú inteligenciu a ktoré zostanú aţ do úplne reprodukcie v sieti výrobcu a ktoré sa dajú kaţdým okamţikom lokalizovať aby sa zlepšilo uplatnenie výrobku.

Z hľadiska ďalšieho vývoja je potrebné aktivovať rezervy v potenciáloch pomocou nových technológií. Výroba s vysokou produktivitou a presnosťou je jednoznačne zaloţená na nových hlavne pruţne automatizovaných technológiách.

Pre nové technológie sú charakteristické :

krátke cesty od konštrukcie do výroby (rapid prototyping),

preventívna optimalizácia výrobku, procesu a priebehu (virtual engineering),

ovládanie techniky medzných priestorov za pouţitia technickej inteligencie.

Hlavné moţnosti zdokonaľovania sú vo vyuţívaní nových materiálov, energií a informácií s vyuţitím nových technických koncepcií (obr. 2.2). Vyţaduje sa taktieţ optimalizácia spoľahlivosti, technická a časová pripravenosť s dohľadom na fyzikálne, ekonomické a ekologické zákony a medzníky. Pri analytickom pohľade na procesy sa musia identifikovať straty vo výkonnosti a straty vo vyuţití zdrojov. Snaha o maximálne vyuţitie materiálov vedie k pouţívaniu takých metód a techník, ktoré vedú k tzv. generatívnym procesom.

Miniaturizácia, presná výroba a moderné riadenie procesov je hlavným stimulom pokroku. K tomu sú potrebné znalosti. Znalosti sa dajú získať on-line aj z veľkých vzdialenosti. Dnes v tejto súvislosti sa hovorí o tzv. znalostnom (vedomostnom) manaţmente.

Vyuţitie zákonov z oblasti fyziky, náuky o materiáloch, mechaniky, dynamiky, termodynamiky, elektrotechniky, elektroniky a informatiky je potrebné vyuţívať tak, aby sa dosiahlo hlbšie pochopenie procesov, reprodukcií týchto procesov a chovanie zariadení s cieľom optimalizácie celkového systému. Z toho vychádzajú riešenia, ktoré s umelou inteligenciou môţu viesť k dokonalému ovládaniu procesov.


24

Obr. 2.2 Hlavné moţnosti zdokonaľovania

Znalosti o súvislostiach ich vzájomného ovplyvňovania sa dajú modelovať. Z toho plynie ďalší dôleţitý vývoj, ktorý ma za úlohu preventívnu optimalizáciu procesov na základe pouţitia simulácie resp. virtuálneho inžinieringu (obr.2.3).

Analyzovať je potrebné procesy s cieľom zvoliť optimálne parametre pre riadenie a priebeh výroby. Procesy prebiehajú tzv. virtuálne. Moderná informačná technika k tomu dáva potrebné nástroje akými sú FEM, nelineárna dynamika, grafická vizualizácia, animácia a interakcia. a ďalšie techniky.

Zobrazenie reálnych procesov

Obr. 2.3 Virtuálny inţiniering

Interakcia

Konštrukcia

Plánovanie

Simulácia

Animácia

Reálny

proces

Prevádzkové stavy

Modely procesov

Riadenie procesov

materiál

energia

informácie

procesy,

technické

postupy

Technológia procesu

Technika výroby

Medzné využitie

Technický

Časový

Fyzikálny faktor

Ekonomický Ekologický

práca

nástroje,

prevádzkové

prostriedky

zariadenia

nástroje

Znalosti, výhody trhu

a faktory budúcnosti


25

Modelovanie a simulácia procesov sú moderné inţinierske metódy zabezpečujúce vysoké optimalizačné efekty. Integrácia modelovania procesov do technických zariadení vedie k širokému vyuţitiu technickej inteligencie.

Výrobné stroje a zariadenia a systémy, ktoré sledujú vývojové tendencie majú vyuţiť musia disponovať s nutnou technickou inteligenciou.

Rapid inžiniering a generatívne spôsoby výroby V zásade sa dajú rozlíšiť dve extrémne formy správania sa podniku (obr. 2.4).

Jedna skupina podnikov sa zaoberá stratégiou rýchleho vstupu do nových technológií. Tieto podniky riskujú neistoty a musia mať dostatok skúseností. Druhá skupina sa zameriava na stratégiu neskoršieho vstupu. Táto skupina má tu výhodu, ţe vyuţíva skúseností druhých a týmto postupom eliminuje riziká. Na strane druhej sa musí postaviť súťaţi, v ktorej musí vytlačiť konkurentov z trhu.

Skúsenosti dávajú prvej skupine väčšiu šancu na úspech, ak sa zavedú nové technológie rýchlo a systematicky a trhové pozície sa obsadia celosvetovo. Veľa podnikov, ktoré sledujú túto stratégiu, uţ prakticky vo svojom náskoku sú nedostihnuteľné. Konkurenti, ktorí príliš dlho čakajú, strácajú na tieto globálne ciele podiel na trhu.

Potenciál technológií Skorý vstup na trh

Neskorý vstup na trh Čas

Obr. 2.4 Stratégia zavádzania nových technológií

V priemyselnej výrobe z toho dôvodu reťazec procesu: od prieskumu potrieb trhu a potrieb nových výrobkov aţ k výrobe prototypov výrazne skrátiť. Nové CAD - systémy tento proces ovplyvňujú rozhodujúcim spôsobom. Tieto metódy a techniky sú dnes stali centrálnymi prvkami inţinieringu .

Vysoká komplexnosť moderných výrobkov potrebuje fyzické modely v rôznych štádiách jeho vývoja. K optimalizácii designu, k výrobe modelov a ku skúškam technických hodnôt jednotlivých súčiastok a uzlov sú potrebné prototypy, ktoré sa vyhotovujú modernými technológiami – Rapid Prototyping.

Výhodné sú technológie, ktoré dovoľujú z prášku vrstva po vrstve vytvoriť súčiastku. Tieto spôsoby, ako napríklad Laser – Stereolitografia alebo sinterovanie laserom vyuţívajú moţnosti cieleného otepľovania k nataveniu a kryštalizácii s účelom vytvoriť rôzne modelové formy. Z týchto takto obdrţaných prvotných dielov sa dajú rovnakým generatívnym spôsobom vytvoriť technické objekty.


26

Virtuálny inžiniering umoţňuje vytvárať, modelovať a analyzovať prototypy priamo digitálne na počítači. Cieľ tohto vývoja je úplná digitalizácia výrobku a optimalizácia výroby a vyuţitie za reálnych podmienok. Simulácia výroby sa dnes vo väčšej miere zameriava na logistické a kinematické aspekty. K optimalizácii budú v budúcnosti slúţiť modely procesov výroby a montáţe.

Simulácie má tú výhodu, ţe efekt nadobúdania empirických skúseností nie je potrebný. Vo výrobe smeruje k priamemu zníţeniu nákladov v oblasti výroby prototypov a nábehu série.

Obr. 2.5 je znázorňuje stratégiu zlepšovania prostredníctvom virtuálného inţinieringu. Modely znázorňujú výrobok a výrobné procesy a podmienky realizácie. Výroba a jej priebeh sa pomocou modelov sa dá simulovať. K tomu sa musia pouţiť rôzne systémy simulácie. Rozhodujúci význam majú modely výrobku a výroby, ktoré tvoria podklad pre analytické skúmanie. Tvar, aerodynamika, termické a dynamické vlastnosti, opotrebenie materiálu a ergonómia sa dnes uţ dajú simuláciou optimalizovať.

virtuálna výroba reálna výroba

náklady [ks]

simulácia empirické učenie evolúcia zákon o učení Inžiniering Výroba Čas Obr. 2.5 Zlepšovanie produkcie prostredníctvom virtuálneho inžinieringu Moderná informačná technika vyuţíva metódy, ktorými sa dá analýza

a optimalizácia účinne podporiť.. Doplňujú sa konkrétnymi výrobnými úlohami a príslušnými zobrazeniami. Východisková situácia sa definuje výberom vyhovujúceho parametra.

Simuláciou sa dajú analyzovať vplyvy a dajú sa zobraziť v animácii. Porovnaním stavov sa s odhadom dá zistiť blízkosť k cieľovým parametrom hodnotenia. Systematická variácia parametrov sa dá uskutočniť spôsobom evolúcie. Pri tom sa naučí systém správaniu, ktorý sa opätovne vyuţije k redukcii nákladov a ku konkretizácii predpokladov modelov. Evolučné a učenia schopné systémy podporujú systematickú optimalizáciu.

Vo vývoji sú inteligentné nástroje pre preventívnu optimalizáciu výrobných procesov. Celá stratégia takýmto inteligentných konceptov je zaloţená na vyuţívaní extrémnej blízkosti k realite a to tým spôsobom, ţe stroje a zariadenia majú vlastnú .


27

Využitie technickej inteligencie vo výrobnej technike

Pod technickou inteligenciou stroja alebo zariadenia sa rozumie schopnosť na stavy samostatne reagovať s prihliadnutím na zadané správanie sa a kompenzovať systematické odchýlky s vyhovujúcou stratégiou.

Urýchľovanie vývoja moderných výrobkov ( napr. fototechnike, automobilovej technike a pod. ) spôsobuje sú na jednej strane technický vývoj prvkov resp. uzlov a jednotiek a na druhej strane elektronika a ňou súvisiaci softvér a informácie (obr. 2.6)

Digitalizácia Obr. 2.6 Vyuţitie technickej inteligencie vo výrobnej technike

Digitálna pohonná a riadiaca technika ako i vysoko vyspelá senzorika a aktorika dostávajú ďalšie impulzy z rozvoja mikrosystémov. Veľmi relevantná je vo výrobnej technike bezpochybne tá, ktorá umoţňuje docieliť s miniaturizovanými funkčnými súčiastkami zvláštne efekty. Príkladom sú loţiská, nástroj, veľmi presné súčiastky a pod..

Metódy a techniky v oblasti animácie a taktilnej interakcii sa zahrňujú pod pojem Virtual Reality (virtuálna realita). Obe a vývojové línie sa môţu veľmi dobre integrovať do nových koncepcií výroby. Veľmi dôleţité sú simulácie umoţňujúce kompenzáciu chýb a odchýlok, diagnózu strojov a procesov. Integrácia nových technik vedie k novej koncepcií výroby. Jej znaky sú :

vysoká výkonnosťou a dostupnosťou vyuţitia, veľká schopnosťou integrácie a adaptácie, vysoká spoľahlivosť procesu, jednoduchá spôsobilosť pre obsluhu, rýchla prestavba, efektívna prevádzka.

Pre ovládanie procesov je potrebné aj nasadenie senzorov resp. meracích techník

k sledovaniu a riadeniu procesov a k zisteniu stavov strojov.

technika systému

modely procesov

informačná a

komunikačná technika

virtuálna realita

Oblasť využitia

Simulácia

Animácia

digitálna technika

pohonov a riadenia

integrovaná a s procesmi

spojená senzorika

technika mikrosystémov

miniaturizované tvarové

resp. funkčné diely

Miniaturizácia

Technické

podklady

Kompenzácia

chýb

Aktívna

explorácia

Diagnóza strojov a

procesov


28

Senzory identifikujú relevantné dáta strojov a procesov. Mnoţstvo jednotlivých hodnôt, sa merá súčasne, čo vedie vyuţívaniu multisenzorických riešeí . Modely procesov majú v sebe zabudované informácie o väzbách medzi vzájomným ovplyvňovaním sa rôznych parametrov kvality pre výrobu a zároveň jednotlivé stavy v strojoch. Týmto moţno kompenzovať systematické odchýlky. Cez simuláciu sa dajú jednotlivé stavy vopred určiť a odchýlky sa dajú zmeniť zmenou nastavených parametrov.

Miniaturizácia výroby .Vyplýva z tendencie technického vývoja. Výrobná technika v kaţdom prípade bude smerovať k miniaturizácii.. Úplné modelovanie procesu a presné vedenie procesu si vyţaduje vniknutie do elementárnych postupov a mechanizmov a zároveň si to vyţaduje techniku najväčšej presnosti v strojov a zariadeniach. Koncepcia, ktorá je znázornená na obr. 2.7.

So stúpajúcou digitálnou inteligenciou a prezentáciou v strojoch sa umoţňujú nové potenciály ďalšieho zhodnotenia pre celé strojárenstvo a predovšetkým pre firmy, ktoré sa zaoberajú vybavením výrobných závodov.

Na obrázku 2.9 sú uvedené príklady pre také potenciály, ktoré budú v budúcnosti aktivované výrobcom behom ţivotného cyklu výrobku. Moţnosť ďalších nových potenciáloch ďalšieho zhodnotenia stojí na dvoch vývojových tendenciách. Na strane prvej umoţňuje technická inteligencia pozorovanie momentálneho stavu a prevádzky aţ do elementárnych procesov pretoţe všetko sa väčšinou odohráva v digitálnych systémoch a je moţné cez komunikačné siete pozorovať stroj a zariadenie z väčšej vzdialenosti a vzájomne to ovplyvňovať.

Vyuţitie nových technológií s pridanou hodnotou

simulácia systému

3D animácia

simultánny inţiniering

adaptívne systémy plánovania

výroba s nulovou chybou

multimediálne vyuţitie

teachware

diagnóza na diaľku

tele-servis

tele-operácie

Stroje sa stanú systémami, u ktorých optimalizácia predpokladá predovšetkým znalosti o elementárne súvislosti vzájomného ovplyvňovania. Mnoho podnikov prenecháva tieto sluţby čím ďalej tým častejšie špecializovanými podnikmi, predovšetkým výrobcom. Na tomto podklade sa dajú ponúkať široký sortiment ďalších sluţieb, ktoré obnášajú napríklad aktuálny a rýchly servis, diagnostiku a telekonzultácie.

V sieti dostáva prevádzkovateľ účinnú podporu vo všetkých otázkach prevádzky a technológie. Na základe pribúdajúcej komplexnosti stroja je čím viac dôleţitejšia správna konfigurácia a nastavenie. To predpokladá celosvetové vyuţitie techník a inţinieringu, ktoré musia byť priebeţne dosiahnuteľné takpovediac ako virtuálny experti. Výrobca sa stane virtuálnym prevádzkovateľom, moţno i reálnym prevádzkovateľom, ktorý predáva len technológie, funkcie a vyuţitie svojich strojov.


29

2.3 Výroba svetovej triedy

Nedostatky v existujúcich výrobných podmienkach :

Nesynchronizovaná výroba, nákup a predaj, vysoké zásoby v skladoch a vo výrobe, nadvýroba na sklad, zásobovanie v dlhých časových intervaloch, vysoká rozpracovanosť výroby, mnoţstvo zbytočných manipulačných činností, zlá štruktúra zásob.

Nevhodné výrobné dispozície, zloţité a dlhé materiálové toky a z toho vyplývajúce dlhé časy čakania, dopravy a priebeţné doby výroby, predimenzované výrobné plochy zastavené paletami a materiálom.

Výroba nekvalitných polotovarov, komponentov a výrobkov, ich opravovanie, triedenie, zloţitá kontrola.

Komplikované postupy a procesy vo výrobe, ktoré je moţné optimalizovať – napríklad prestavovanie výrobných zariadení, diagnostikovanie chýb a porúch, údrţba, nadbytočné operácie vo výrobnom postupe a pod.

Predimenzované výrobné kapacity ako dôsledok nesprávnych prístupov k projektovaniu, alebo ako pozostatok z minulosti.

Nevyuţité schopnosti pracovníkov, mnoţstvo zbytočných činností, ktoré musia ľudia denne vykonávať a ktoré nepridávajú hodnotu výrobkom a neprispievajú k zisku podniku, vysoká fluktuácia, nízke vyuţívanie pracovnej doby, prezamestnanosť v niektorých podnikových štáboch.

Nízke vyuţívanie materiálu, „tratenie sa― materiálu vo výrobe, výroba z menej kvalitných materiálov a z materiálov s niţšími mechanickými charakteristikami.

Robustnejšie výrobky a výrobné zariadenia, nesprávny sortiment polotovarov, spôsobujúci vysoký odpad a zloţitú prípravu výroby a pod.

Nefungujúca logistika – napriek vysokým zásobám chýbajú potrebné komponenty, nie je zosúladený plán výroby a plán výroby náradia, foriem a pod. Nevyváţené materiálové toky, mnoţstvo úzkych miest, ktoré sa v závislosti na výrobnom mixe vo výrobe „pohybujú―, hľadanie „stratených komponentov―, chýbajúcich výrobných pomôcok a pod.

Plánovanie a riadenie výroby s nesprávnymi údajmi, slabá štandardizácia.

Hlavné ciele, o ktoré je potrebné sa usilovať sú: zisk, produktivita, efektívnosť, výkonnosť, adaptabilita, reakcieschopnosť, kvalita a kontinuálne zlepšovanie výrobkov a sluţieb v ich celom ţivotnom cykle. Potrebná je integrácia vedy, obchodu a techniky so schopnosťou riešiť problémy z technickej, ľudskej, informačnej i finančnej situácie zákazníka a pod. Kľúčové úlohy, ktoré je potrebné riešiť sú :

Projektovanie, plánovanie, riadenie a organizácia komplexných systémov a procesov pre výrobu výrobkov a poskytovanie sluţieb.

Metódy pre podporu rozhodovania – systémové inţinierstvo, operačný výskum, plánovanie a riadenie projektov, hodnotové inţinierstvo, simulácia a modelovanie, optimalizačné metódy, matematická štatistika a teória pravdepodobnosti a i.

Metódy pre zabezpečovanie spoľahlivosti výroby a kvality výrobkov.

Metódy pre analýzu a kontinuálne zlepšovanie podnikových činností – analýzy pracovného času, optimalizácia materiálových tokov, paralelná


30

a synchronizovaná činnosť vo výrobe a v jej príprave, zapojenie ľudí do zlepšovania činností a pod.

Metódy vedenia a motivácie ľudí, budovanie tímov, komunikácia, základy psychológie a sociológie a i.

Teória a prax manaţmentu, podniková ekonomika.

Informatika a počítačové systémy.

Zásady ekologického správania sa podnikov.

Hlavné zmeny, ktoré v posledných rokoch vplývajú na reorganizáciu podnikov sú :

Rastúce pouţívanie moderných prostriedkov počítačovej techniky a programového vybavenia, počítačových sietí a pod. Ich inovácia prebieha v stále kratších intervaloch.

Explózia nových poznatkov, odborov a informačných zdrojov (napr. Internet). Ľudia sú zaplavovaní mnoţstvom informácií, pričom je stále zloţitejšie nájsť správnu informáciu pre poţadované rozhodnutie.

Globalizácia a internacionalizácia vývoja, výroby, obchodu a podnikania.

Mnoţstvo vzdelávacích programov, rekvalifikácia ľudí sa koná v stále kratších cykloch.

Rýchle zmeny v sortimente výrobkov, diverzifikácia, zmeny v portfóliách firiem, fúzie a bankroty firiem.

Nové objavy, vynálezy, technológie, podnikateľské príleţitosti na nových trhových segmentoch.

Na obr. 2.10 je uvedený prístup k definovaniu svetovej úrovne výroby.

Obr. 2.10 Svetová úroveň výroby


31

Prehľad vývoja významných trendov vo vývoji výrobných procesov a systémov vo svete je ďalej špecifikovaný nasledovnými konceptmi :

Modulárna výroba – výroba je rozdelená ne moduly (segmenty), v ktorých sa vyrábajú skupiny podobných výrobkov. Moduly majú pomerne vysokú autonómnosť v riadení, majú jasne definované materiálové, informačné a finančné vstupy a výstupy a vzájomne si poskytujú sluţby.

Fraktálová výroba – organizovaná ako štruktúra dynamických fraktálov, ktoré sa vyznačujú samoorganizáciou a motiváciou jednotlivých členov fraktálov, dynamikou a neustálym prispôsobovaním sa zmenám v okolí, vzájomnou kooperáciou a sledovaním výrobných cieľov, prehľadnosťou jednotlivých procesov.

Agilná výroba je charakterizovaná najmä nasledovnými vlastnosťami – neustála zmena, rýchla reakcieschopnosť, rozšírenie pojmu akosť, dynamika, koncentrácia na ľudí, ich schopnosti a tímovú prácu, široká kooperácia.

Holonická výroba – zloţená z holónov, ktoré samostatne konajú, samé si definujú ciele a plány a kontrolujú si ich plnenie. Holóny sú charakterizované hlavne autonómnosťou a vzájomnou kooperáciou v jednotnej sieti.

Bionická výroba – dynamicky sa prispôsobuje zmenám tak ako biologický organizmus. Centrálne funkcie podniku sú minimalizované a ťaţisko je na funkčných, autonómnych, vzájomne prepojených prvkoch, ktoré spontánne komunikujú v jednotnom informačnom systéme.

Štíhla výroba – krátko a strednodobé zoštíhlenie výrobných štruktúr, odbúranie neproduktívnych a nadbytočných činností, zlepšenie kooperácie s dodávateľmi a odberateľmi, paralelná a synchronizovaná činnosť.

BPR (Business Process Reengineering) – reinţiniering podnikateľských procesov je zameraný na zásadné prehodnotenie a radikálnu rekonštrukciu podnikových procesov tak, aby sa dosiahlo výrazné zlepšenie ukazovateľov (náklady, kvalita, rýchlosť a sluţby zákazníkovi). Pre BPR je charakteristická orientácia na celopodnikové procesy strategického charakteru.

Bionický výrobný systém si berie za vzor ţivé organizmy . Základné vlastnosti BMS sú:

integrácia funkčných prvkov a hierarchie systému

usporiadanie a prenos informácie na báze DNA

vyuţitie prirodzenej inteligencie

dynamická štruktúra

sociálna harmónia

spontánnosť činnosti

Inteligentný výrobný systém je definovaný ako systém s autonómnou schopnosťou prispôsobovať sa nepredvídaným zmenám, okrem iného aj zmenám trhu, technológii, spoločenských potrieb a pod.. Základné vlastnosti IMS sú:

systematizácia všetkých prvkov vo výrobe a jej príprave

pruţná integrácia celého podniku s cieľom optimálnej kooperácie medzi človekom a inteligentnými technickými prostriedkami

univerzálnosť pouţitia

samoučenie a adaptabilita

informačná otvorenosť

rozširovateľnosť


32

Fraktálový podnik predstavuje koncepciu riešenia problémov v statických, ťaţkopádnych organizačných podnikových štruktúrach. Teória fraktálov je popísaná vo fraktálovej geometrii , pričom pre výrobné podniky je zaujímavé, ţe fraktál v rámci podnikovej štruktúry je zodpovedný za určitý proces, ktorého činnosť je charakterizovaná :

rýchla a dokonalá komunikácia (hlavne v podmienkach decentralizovaných sietí)

dokonalé ovládanie pridelených procesov

stále sledovanie celopodnikových cieľov

dynamika a vitalita

rýchla reakcia na turbulentné okolie

samoorganizácia a navigácia, samooptimalizácia

evolučné dynamické podnikové štruktúry - fraktály sa vyvíjajú a menia, poprípade môţu aj opúšťať podnikové štruktúry

Kľúčovú úlohu pri realizácií fraktálového podniku má človek. Hlavné zmeny, ktoré boli realizované vo výrobe v posledných rokoch je moţné

špecifikovať opatreniami v oblastiach:

systémový pohľad na výrobu a jej okolie,

vyuţívanie moderných počítačových systémov pre plánovanie, riadenie výroby, jej priestorové riešenie,

vyuţívanie optimalizačných metód, simulačných, animačných a virtuálnych systémov,

synergia ľudí s progresívnou technikou, vyuţívanie ľudského intelektu, znalostí a skúseností,

nové koncepty a metódy výroby – Just in Time, CIM, štíhly výrobný manaţment, agilná výroba, inteligentný výrobný systém, BPR – Business Process Reengineering, a pod.,

nové techniky manaţmentu. Rozvíjať je potrebné najmä výrobné prostriedky (technika), ľudské zdroje,

projektovanie, plánovanie a riadenie, metódy pre podporovanie rozhodovania.


33

Podrobnejší prehľad potrieb rozvoja je uvedený na obr.2.11.

1. Výrobné prostriedky (technika)

informačná technika nástroje pre budovanie informačných systémov, počítačové systémy pre podporu rozhodovania, softvérové inţinierstvo, vývoj softvéru, rozoznávanie tvarov a technika čiarkových kódov, znalostné systémy, riadiace modely (teória riadenia)

počítačmi podporovaný obchod CIB – počítačmi podporovaný obchod, automatizácia administratívnych činností, počítačové siete

výroba konštruovanie orientované na výrobu (DFM), hodnotové inţinierstvo, NC stroje, priemyselné roboty, skupinová technológia, montáţ, balenie, CAD / CAE, projektovanie výrobných procesov, pruţné výrobné systémy (FMS), CIM – počítačmi integrovaná výroba

služby balenie a logistika

2. Ľudské zdroje

projektovanie organizačných štruktúr projektovanie a organizácia práce, teórie a praktiky manaţmentu, manaţment technických a organizačných zmien, participácia pracovníkov, reorganizácia práce, nová technika a ich dôsledky na výrobu a inţiniersku prax

organizácia práce finančná a nefinančná motivácia, organizácia ľudskej práce, výber, výcvik a rozvoj ľudí, hodnotenie práce, ocenenie výkonu

ergonómia a ľudský faktor spracovanie informácií človekom, psychomotorické pracovné schopnosti, pracovná spoľahlivosť ľudí, biomechanika, projektovanie pracovného prostredia, projektovanie s ohľadom na zdravie a bezpečnosť pri práci, interakcia človek – počítač, ergonómia a konštruovanie výrobkov

služby technika sluţieb

3. Projektovanie, plánovanie a riadenie výroby

projektovanie výrobkov tvorivé riešenie problémov a generovanie výrobkových námetov, projektovanie a integrácia vývoja výrobkov, manaţment vývoja výrobkov a redukcia času, projektovanie a konštruovanie výrobkov orientované na ľudí

projektovanie výrobných zariadení veľkosť a umiestnenie výrobných zariadení, výrobná dispozícia, systém manipulácie s materiálom, skladovanie, riadenie energetiky v podniku, dispozičné riešenie administratívy, projektovanie výrobných systémov a zariadení, plánovanie a riadenie údrţby

inžinierska ekonomika podnikové účtovníctvo, stanovenie nákladov, cash flow techniky, analýza a výber projektov, analýza ekonomického rizika, viackriteriálne rozhodovanie, inflácia a zmeny cien


34

zabezpečenie kvality zabezpečenie kvality, meranie kvality, štatistické riadenie kvality, kontrola, spoľahlivosť a udrţovateľnosť, kvalita sluţieb, normovanie a certifikáty kvality

meranie výkonu a riadenie prevádzok pracovné normy, zavádzanie, dokumentácia, vyuţitie a údrţba, meranie a sledovanie výkonu stroja, krivka učenia, časové štúdie pracovného času, preddeterminované pohybovo – časové systémy (PMTS), vývoj a vyuţitie normovaných údajov, zber a spracovanie údajov pre normovanie práce

plánovanie a riadenie modely výrobných systémov, informačný systém výroby, plánovanie zásob finálnych výrobkov, materiálové plánovanie, plánovanie zdrojov pre agregovanú výrobu, Just in time výrobný systém, rozvrhovanie výroby, rozvrhovanie personálu, zber výrobných údajov, monitorovanie a riadenie výroby, výrobný dispečing, distribúcia a logistika

inžinierske metódy metódy analýzy a projektovania, vyvaţovanie montáţnych liniek, rozhrania stroj – operátor, získavanie znalostí

4. Kvalitatívne metódy pre podporovanie rozhodovania

teória pravdepodobnosti teoretické základy, teória hromadnej obsluhy, Markovové reťazce, metódy predpovedania z časových radov

počítačová simulácia modelovanie pre simulačnú analýzu, simulačné systémy, štatistická analýza simulačných výsledkov

štatistické metódy štatistická inferencia a testovanie hypotéz, plánovanie experimentov, regresia a korelácia

optimalizácia lineárne programovanie, nelineárne programovanie, optimalizácia sietí, diskrétna optimalizácia, viackriteriálna optimalizácia, globálna optimalizácia

Obr. 2. 11. Prehľad potrieb rozvoja v modernej výrobe


35

3. VÝZNAM PROJEKTOVANIA VÝROBY

Pod projektovaním sa chápe širšia oblasť činností.. Projektové činností treba

metodologického chápania vţdy vzťahovať na objekt, ktorý sa projektuje.

Začlenenie technologickej projektovej činností do organizačných štruktúr systému „veda – technika - výroba― vyplýva z funkčného chápania tejto činností. Projektovanie technológie môţe sa začleniť do investorskej činnosti v nových výrobniach alebo do akcií rekonštrukcie a modernizácie v existujúcich výrobniach. Technologická príprava výroby plní svoju funkciu jednak pre operatívne zabezpečovanie výrobných úloh, jednak aj zabezpečovanie mikroúdajov pre technologické projekty (obr. 3.1).

Obr. 3.1 Projektová činnosť v systéme veda- technika- výroba

Z metodicko-funkčného chápania moţno projektovanie technológie analyzovať ako samostatný systém, ktorý má väzby v rôznych organizačných zoskupeniach a platia preň zákonitosti teórie systémov.

Efektívna výroba si vyţaduje správanie sa všetkých komponentov začlenených do výrobného systému podľa vopred stanovených zákonitostí. Súbor týchto predpí-saných správaní sa obsahuje výrobná dokumentácia. V projektovej činnosti sa zoskupuje súbor informácií v podobe klasickej technickej dokumentácie a v ostatnom čase aj číselnými zápismi uschovanými v informačných systémoch.

Technologické projektové činnosti sa spravidla členia do dvoch skupín:

Priestorovo-organizačné členenie a usporiadanie výrobných prostriedkov vo výrobnom procese.

Pohyb objektov vo výrobnom procese a účinky človeka a strojov na objekty výroby. 3.1 Charakteristika technologickej projektovej činnosti

Práca projektanta zahŕňa rad zloţitých intelektuálnych činností spojených

s procesom spracovania informácií. Cieľom je návrh postupu výrobných aktivít, ktoré zabezpečujú vykonanie všetkých prác spojených s premenou materiálov


36

a polovýrobkov na hotový výrobok. Návrh optimálneho výrobného procesu a jeho algoritmizácia si vyţaduje:

identifikovať zdroje, objem, kvalitu a spôsob spracovania vstupných informácií;

determinovane opísať aktivity pri návrhu výrobného procesu, to znamená vymedziť vstupné a výstupné premenné, funkčné väzby podsystémov a ich štruktúru;

formulovať kritériá optimálnosti výrobného procesu. Navrhovať výrobné procesy moţno z viacerých hľadísk. Účelným sa javí členenie podlá:

spôsobu informačného spracovania,

stupňa determinovanosti spracovania a väzieb na okolie. Pri navrhovaní podľa spôsobu spracovania technologických informácií moţno

projektovú činnosť charakterizovať troma etapami: študijno-analytickou, návrhovou a optimalizačnou.

Študijno-analytická etapa. Projektová činnosť sa tu zameriava na zhromaţdenie, záznam a analýzu vstupných informácií. Analýza informácií sa zameriava najmä na posúdenie vhodností jednotlivých technologických procesov z hľadiska :

splnenia konštrukčno-technologických poţiadaviek na objekt výroby,

realizácie technologického procesu na danom výrobnom zariadení,

výrobností a ekonomickej efektívností výrobného procesu. Výsledkom študijno-analytickej etapy je formulovanie mnoţiny obmedzujúcich

podmienok pouţitia jednotlivých technologických procesov.

Návrhová etapa. V tejto etape sa spracúvajú informácie zo štúdijno analytickej etapy podlá istého algoritmu. Pod algoritmom navrhovania sa rozumie logický postup súboru operácií, inštrukcií, pravidiel, podlá ktorých sa daným technicko-ekonomickým poţiadavkám priraďujú varianty operácií postupov alebo riešení. Algoritmus pritom nemusí mať jednoznačne deterministickú formu. Projektant môţe vyuţívať prvky tvorivosti: skúsenosť, intuíciu, modelovanie, zjednodušovanie a pod. Činnosť v tejto etape moţno opísať operátorom, ktorý generuje moţné varianty riešení, spĺňajúce dané obmedzujúce podmienky.

Optimalizačná etapa. Výsledkom návrhovej etapy je spravidla viacprvková mnoţina moţných variantov riešení. Kaţdý variant zabezpečuje splnenie predpísaných konštrukčno-technologických podmienok, odlišuje sa spravidla ekonomickým a technickým efektom. Cieľom optimalizačnej etapy je vybrať z týchto variantov najvýhodnejší. Na to treba zostaviť účelovú funkciu technologického procesu, ktorá kvantitatívne hodnotí jeho výhodnosť (výrobnosť, spotreba materiálu, náklady a pod.). Účelovú funkciu moţno formulovať tak, aby bolo moţné mnoţinu variantov technologického procesu usporiadať a určiť jej minimum.

Účelové funkcie strojárskych výrobných procesov spravidla sa skladajú z niekoľ-kých nezávisle premenných (výrobnosť procesu, kvalita, spotreba materiálu, energie, práce a pod.). V takomto prípade moţno optimalizáciu vykonať zvolením jednej premennej za vedúce kritérium, resp. kaţdej z premenných prisúdiť istú dôleţitosť a riešenie realizovať podlá agregátovej funkcie.


37

Podľa stupňa determinovanosti spracovania informácií a väzieb na systémové okolie moţno projektovú činnosť členiť do 5 tried:

1. Aplikácia známych riešení. Cieľom tejto činností je zo systémového hľadiska čo najúčinnejšie vyuţiť pôsobenie okolia na riešenie danej projektovej úlohy. Hlavnou formou práce je vyuţívať skôr vykonané práce. Táto činnosť má významný podiel pri navrhovaní technologických procesov pre výroby niţších typov na základe skupinovej a typovej technológie. Racionalizácia práce projektantov a technológov v tomto smere vyţaduje budovanie technologických informačných zásobníkov s automatickým spracovaním informácií.

2. Tvorivá práca. Súčasná prax sa opiera o tvorivý prístup k navrhovaniu výrobných procesov. Tvorivá práca je jedným zo zdrojov pokroku v technológii a je základom výskumno-vývojovej a racionalizačnej činnosti. Spája sa najmä s navrhovaním variantov riešení, odhadom dôsledkov zmien vstupných informácií, výberom informácií, dopĺňaním súboru neúplných informácií, intuíciou a inými zloţkami tvorivých činností. V automatizovaných systémoch projektovania sa tvorivá práca realizuje interakčnými komunikáciami „človek—počítač―. Úroveň tvorivej práce závisí od stupňa novosti riešenia, zloţitosti, prácnosti a zodpovednosti. Pre rozvoj a stimuláciu tvorivých pracovníkov je dôleţité ich objektívne hodnotenie.

3. Inžinierske výpočty. K inţinierskym výpočtom patrí napríklad výpočet prídavkov na technologické spracovanie, výpočet tuhosti technologickej sústavy, výpočet optimálnych technologických podmienok, výpočet spotreby času a ďalšie. Vzhľadom na potrebu optimalizácie technologických procesov bude objem inţinierskych výpočtov v technologickej príprave výroby vzrastať. Významne sa prejaví pouţívanie matematických metód.

4. Ekonomické výpočty. Kým inţinierske výpočty súvisia predovšetkým so zabezpečením vyţadovanej kvality výroby a jej optimálnosti, ekonomické výpočty sa uplatňujú pri porovnávaní rozličných variantov technológie. K ekonomickým výpočtom patria napríklad výber druhu polovýrobku, výpočet nákladov na technologické spracovanie, prepočet, efektívnosti nových prípravkov a pod. Pre ekonomické výpočty platia rovnaké zásady ako pre inţinierske výpočty.

5. Rutinná práca. Nie zanedbateľný podiel má rutinná práca spojená najmä s vyhotovením výrobnej dokumentácie a zabezpečovaním výroby. Vzhľadom na to, ţe rutinné práce moţno jednoduchšie automatizovať, táto činnosť je v strede záujmu o automatizáciu.

3.2 Štandardizácia v projektovaní technológie

Štandardizácia technológie vychádza zo všeobecných teórií a metód štandardizácie a predstavuje proces vytvárania pravidiel zameraných na usporiadanie určenej činnosti, prinášajúci pozitívny prínos pre všetkých zainteresovaných osobitne na dosiahnutie všeobecnej ekonómie výroby s uvaţovaním funkčných poţiadaviek a poţiadaviek bezpečnosti práce. Tento proces sa zakladá na dosiahnutých výsledkoch vedy, techniky a praxe a uvaţuje sa aj predpokladaný ich ďalší vývoj.

Objektom štandardizačnej činnosti v strojárskej výrobe môţu byť všetky prvky zloţitej štruktúry objektov a procesov strojárskej výroby.


38

Funkcie a systémy štandardizácie Prínos štandardizačnej činnosti v strojárskom priemysle vo veľkej miere

závisí od princípov, podlá ktorých sú jednotlivé štandardy vytvorené.

Rozvinutie štandardizácie v jednotlivých oblastiach má svoje špecifiká, majú však spoločných 9 princípov:

l . Princíp komplexnosti štandardizácie. Tento princíp vyţaduje detailne a všestranne analyzovať moţné väzby vytváraných štandardov alebo metód ich tvorby s poznávaním štandardov existujúcich v iných oblastiach. Štandardizácia napríklad technologických procesov musí harmonizovať s výsledkami štandardizácie nástrojov, parametrov výrobných strojov, materiálov atď.

Druhým aspektom je poţiadavka komplexnosti vo vertikálnom smere, to znamená v rôznych úrovniach hierarchie nositeľov štandardizačnej činnosti začnúc výrobnými závodmi cez podniky, odborové, štátne a národné kompetentné inštitúcie.

Tretím aspektom je poţiadavka komplexnosti štandardizovanosti strojových alebo technologických systémov, ktoré vytvárajú u odberateľa spolupracujúci komplex strojov (prúdové alebo automatické linky a pod.). Tento aspekt vystupuje do popredia najmä pri kompozícii mnohoprvkových výrobných systémov, pri mechanizácii a automatizácii výroby, pri nasadzovaní výpočtovej techniky do riadiacich funkcií, ale aj pri projektovaní strojov zo stavebnicových prvkov, uzlov a agregátov.

2. Princíp progresívnosti. Zvýrazňuje sa tým poţiadavka jednosmernosti pôsobenia štandardov na kvalitatívne parametre predmetov štandardizácie. Úlohou štandardu je stanoviť neprekročiteľnú dolnú hranicu kvalitatívnych parametrov či uţ fyzikálnych, funkčných alebo ekonomických a zároveň pre konkrétne podmienky stanoviť návod, ako túto hranicu spoľahlivo dosiahnuť.

Druhým aspektom princípu progresívnosti je, ţe za štandard sa prijíma v danej etape vývoja tá z moţných metód a spôsobov výroby, ktorá je najprogresívnejšia a dosiahnu sa ňou najlepšie výsledky. Úlohou štandardu je usmerňovať ostatné zhodné alebo podobné výrobné procesy, konštrukcie a pod.

3. Princíp účelovosti. Vyţaduje sa úzka väzba medzi tvorbou a inováciou štandardov s procesmi pouţívania štandardov v praxi. Určujúcim faktorom sú poţiadavky praxe, najmä všeobecnej ekonomiky a bezpečnosti práce. Štandardizačná činnosť nesmie zabiehať do samoúčelnosti.

4. Princíp maximálnej ekonomizácie zdrojov. Maximálna ekonomizácia zdrojov je ústredným princípom kaţdej štandardizačnej činnosti. Z metodických dôvodov je účelné tento princíp členiť do sekundárnych úrovní. Mnoţinu zdrojov tvoria najmä suroviny, polovýrobky, existujúce výrobné i nevýrobné stroje, nástroje, prípravky, pracovné sily, zdroje energetické a pod. Významnú skupinu tvoria nehmotné zdroje, ako je potenciál vedy a techniky ako výrobnej sily a pod. 5. Princíp priority bezpečnosti pri práci. Bezpečnosť pri práci je nadradená

otázkam ekonomiky práce. Tento princíp sa premieta aj do oblasti štandardizácie. Bezpečnosť pri práci treba chápať v celej šírke okruhu otázok, skúmaných vedeckými metódami, z ktorých mnohé sa v súčasnosti iba rozvíjajú.

6. Princíp aktívnych spätných väzieb. Tento princíp je dynamizujúcim faktorom štandardizačnej činnosti. Zvýrazňuje nevyhnutnosť aktívneho pôsobenia spätných väzieb jednak vnútorných, prebiehajúcich vo vnútri štandardizačných systémov a jednak vonkajších, spájajúcich štandardizačný systém s jeho okolím, čiţe s výrobným procesom.


39

7. Princíp optimálnej kvality. Z teórie riadenia kvality výroby sú známe metódy určenia optimálnej kvality produkcie v závislosti od vývoja poţiadaviek trhu a od spôsobu výroby. Tieto zákonitosti musí štandardizačná činnosť rešpektovať. Podobne sa musia rešpektovať známe zákonitosti pre voľbu optimálnej spoľahlivosti, trvanlivosti a ţivotnosti výrobkov.

8. Princíp optimálneho počtu druhov. Redukcia počtu tvarových a rozmerových modifikácií výrobku daného druhu zo začiatku zniţuje spotrebu spoločenskej práce na vyhotovenie jednej funkčnej jednotky. Ďalšia redukcia za hranicu optimálneho počtu variantov môţe zhoršiť všeobecnú ekonomiku najmä na strane pouţívateľov tým, ţe stúpne celkový objem umŕtvených hodnôt pre predimenzovanie súčiastok, uzlov a strojov.

9. Princíp jednoznačnosti. Poţaduje sa, aby štandardizáciou vznikli jednoznačne interpretovateľné štandardy, ktoré v konkrétnych podmienkach jednoznačne určujú štandardizovaný výrobok.

Štandardizačná činnosť znamená bezprostredný prínos, najmä:

usporiadanie (systemizovanie) — štandardizáciou sa mení stav chaosu a neporiadku na stav usporiadania;

zjednotenie — štandardizácia vedie k jednotnej interpretácii pojmov, názvov, symbolov;

zameniteľnosť — štandardizácia vytvára predpoklady na zámenu jednej súčiastky druhou, jedného agregátu iným a pod.;

optimálnu kvalitu a diferenciáciu výrobkov — udrţiava sa tým optimum týchto hodnôt z hľadiska výrobcov, aj spotrebiteľov;

usmernenie výroby — štandardizácia usmerňuje výrobu v smere najprogre-sívnejších metód a štruktúr, direktívne vplýva aj na organizáciu a štruktúru podnikov;

ekonomizácia výroby — štandardizácia zvyšuje podiel výrob vyšších produkčných typov, zvyšuje sériovosť a zniţuje nároky na strojové vybavenie.

Normalizačné činnosti sa rozvíjajú viacerými spolusúvisiacimi metódami, z ktorých najvýznamnejšie sú: 1. Simplifikácia. Podlá definície ISO je to proces zaloţený na zníţení počtu typov

alebo iných rozdielnych znakov výrobkov na počet technicky a ekonomicky nevyhnutný z hľadiska uspokojovania potrieb pouţívateľov. Cieľom je vylúčiť všetky rozdielnosti výrobkov alebo technologických operácií, ktoré nie sú nevy-hnutné. Simplifikácia je jednou z prvých metód štandardizácie a ostatné metódy sa modifikovali z jej základu.

2. Typizácia. Metódami vedeckých postupov a aktívnou účasťou mnohých špecialistov redukuje sa počet existujúcich alebo moţných variantov druhov, rozmerov a tvarov na optimálny počet.

3. Unifikácia. Je hraničný prípad typizácie, pri ktorom zlúčením viacerých variantov vzniká jeden ekvivalent. Ide najmä o tvary súčiastok a procesov, ktoré tvoria prvky zloţitejších systémov. Unifikácia je východiskom pre štandardizáciu.

4. Agregátovanie. Je to metóda stavby a vyuţívania strojov, ktorá sa zakladá na geometrickej a funkčnej zameniteľnosti rôznych agregátov a uzlov, z ktorých kaţdý sa môţe vyuţívať pri stavbe viacerých modifikácií strojov. Na metóde agregátovania sa zakladá myšlienka stavebnicovosti strojov a systémov.

Rozvojom štandardizačných činností v rôznych etapách rozvoja vedy a techniky vznikli štandardizačné systémy, charakterizované podľa cieľového zamerania.


40

Osobitný charakter majú dva štandardizačné systémy, zodpovedajúce dvom rôznym epochám technického pokroku, a z toho hľadiska tvoria aj dve generácie štandardizácie:

1. Systém SSS (simplifikácia, štandardizácia, špecializácia). Tento systém pred-stavuje I. generáciu vývoja štandardizácie. Je produktom epochy priemyselnej revolúcie vo vyspelých štátoch. Prvou etapou bol proces simplifikácie prostého obmedzenia druhov a sortimentu materiálov, polovýrobkov a výrobkov, pomocných a iných materiálov. Ďalšia etapa štandardizácie v uţšom slova zmysle predstavuje ústrednú úlohu v tomto systéme. Simplifikáciou zredukovane počty variantov umoţnili rozvinutie rôznych metéd štandardizácie, najmä typizáciu a unifikáciu, a to v oblasti konštrukčnej a technologickej.

2. Systém SSA (štandardizácia, špecializácia, automatizácia). Tento systém je II. generáciou vývoja štandardizácie, adekvátny epoche vedecko-technickej revo-lúcie. Prvé dve etapy systému z hľadiska procesov a cieľov sú rovnaké ako v systéme SSS. Proces simplifikácie je metodicky prekonaný, nakoľko nevychádzal z vedeckých pozícií a jeho účinok sa vo vyššej kvalite dosahuje v etape štandardizá-cie. Novým prvkom je etapa automatizácie.

Štandardizácia vo výrobných procesoch Technologická štandardizácia sa odvádza od konštrukčnej štandardizácie.

Konštrukčná štandardizácia je nevyhnutnou podmienkou normalizácie technológie a jej prípravy. Vychádza z analýzy špecifických osobitostí určitej skupiny súčiastok a ich moţného zjednocovania. Skúmajú sa pritom nielen vlastností súčiastky, ktoré bezprostredne určujú jej činnosti, ale aj vlastnosti, ktoré majú nadväznosť na technológiu jej výroby. Z týchto hľadísk sa skúma najmä:

konečná funkcia súčiastky,

funkčné osobitostí súčiastky,

konštrukčno-technologické osobitosti súčiastky,

osobitostí pouţitia súčiastky. Štandardizačná činnosť sa sústreďuje na optimalizáciu potrieb súčiastok,

uzlov a celkov, na elimináciu nepodstatnej rozličností konštrukčných riešení a na zabezpečovanie maximálneho stupňa technologickosti konštrukcie.

Základnými spôsobmi štandardizácie súčiastok sú:

unifikácia súčiastok, čiţe dodrţanie jednotného tvaru a veľkosti súčiastky pri rôzne konštrukčne pripravovaných druhoch výrobkov;

normalizácia súčiastok, čiže stanovenie najvhodnejších tvarov, ktoré sa potom uplatňujú pri rôznych, ale vopred vymedzených veľkostiach súčiastok. Veľkosti rozmerov sú usporiadané do presne stanovených radov, tvar súčiastok však zostáva vo svojich základných prvkoch rovnaký;

typizácia súčiastok, čiţe dodrţanie veľmi podobného tvaru a veľkostí súčiastok;

dedičnosť súčiastok, čiţe vyuţitie skôr konštrukčne pripravených a výrobne osvojených súčiastok aj v ďalších vývojových typoch výrobkov.

Hlavné smery štandardizácie technologických procesov sú typové a skupinové technológie.

Pri typizácii technologických procesov treba odlišovať typové technológie roz-pracované na úrovni metodického materiálu od typových technológií, určených na zavedenie do výroby.


41

Pod typovým technologickým procesom sa rozumie technologický proces pre skupinu súčiastok vyznačujúcich sa rovnakými technologickými znakmi. Tento proces platí pre danú skupinu súčiastok a špecifikuje druh a poradie hlavných operácií vykonaných pomocou rovnakých výrobných prostriedkov.

Pre typovú technológiu je dôleţitý pojem typového predstaviteľa. Rozumie sa ním konkrétny alebo abstraktný objekt výroby, ktorého technologický proces obsahuje všetky hlavné a pomocné operácie vyskytujúce sa v danej skupine.

Typizáciu technologických procesov moţno realizovať dvoma metódami odlišu-júcimi sa pouţitím a objektami klasifikácie. Odlišuje sa:

typizácia technologických procesov, ako rad postupných operácií, ktorým moţno vyrobiť všetky súčiastky určenej skupiny,

typizácia prvkov technologických procesov, ktorými moţno vykonať určené operácie a úseky, vyskytujúce sa na súčiastkach určenej skupiny.

Pri typizácii technologických procesov je charakteristický nasledujúci postup:

1. klasifikácia súčiastok (elementárnych povrchov), 2. projektovanie typového technologického procesu (operácie), 3. určenie jednotlivých etáp technologických procesov, 4. rozpracovanie technologického procesu pre typového predstaviteľa, 5. prenos typovej technologickej inštrukcie na konkrétnu súčiastku.

Postup prác na typizácii sa začína vypracovaním konštrukčno-technologického triednika súčiastok. Spravidla sa pri zostavení triednika vychádza z rozboru súčiastkovej základne podlá konštrukčných triednikov a z rozboru technologických procesov, ktoré sa v súčasnosti alebo perspektívne budú pouţívať vo výrobe.

Podľa navrhnutého klasifikačného systému sa súčiastky roztriedia na typy a pre kaţdý typ sa určí predstaviteľ. Pre predstaviteľov sa vypracujú typové návrhy technologických postupov. V typovom postupe treba dodrţať nasledujúce zásady:

dosiahnuť, aby vypracovaný technologický proces bol platný pre všetky typy súčiastok,

typový postup musí obsahovať všetky základné a pomocné operácie, ktoré sa vyskytujú pri výrobe jednotlivých súčiastok,

opis operácií má obsahovať konštantné parametre, ktoré sú typové pre všetky súčiastky, na ktorých sa aplikuje daná operácia,

umoţniť alternatívne riešenie pre špecifické znaky súčiastok. Typový technologický postup obsahuje charakteristiku a opis vykonania všetkých

operácií, ktoré sú potrebné na kompletné vyhotovenie súčiastky príslušného typu. Sú v ňom informácie o vykonaní nevyhnutných výpočtov, stanovenie druhov a počtu operácií, špecifikácia hlavných a pomocných operácií, poradie operácií, detailný opis operácií, výber strojov, nástrojov, prípravkov a meradiel a pod.


42

Schéma rozpracovania typových technologických procesov je na obr3.2.

Obr. 3.2 Schéma riešenia typových technologických postupov

V spojitosti s typizáciou technologických procesov treba pripomenúť, ţe zavedenie typových procesov podmieňuje technická a ekonomická efektívnosť. Vzhľadom na dynamiku vývoja technológie strojárskej výroby je dôleţité občas konfrontovať typové procesy s najnovšími výsledkami vedy a techniky, aby sa typové procesy nestali brzdou vývoja.

Typové technologické procesy sa uplatňujú v závodoch s hromadnou a veľkosériovou výrobou a v niektorých prípadoch sériovej výroby s ustálenou nomenklatúrou. Typové postupy sa rozpracúvajú:

na charakteristické typy súčiastok danej výroby (normalizované súčiastky, armatúry a pod.);

na normalizované a unifikované diely a jednotlivé výrobky (transformátory, rezné nástroje a pod.);

na hlavné - rozhodujúce súčiastky, ktoré sa vyrábajú v rozličných podnikoch;

na nové progresívne výrobné metódy (obrábanie ultrazvukom, laserovým lúčom a pod.);

na vybrané technologické postupy a operácie s odporúčanými technologickými parametrami.

Druhým smerom štandardizácie technologických procesov je skupinová technológia, ktorá pre skupiny konštrukčne a technologicky podobných súčiastok stanovuje produktívne technologické metódy s vyuţitím rovnakých výrobných zariadení.

Skupinou sa tu rozumie súbor súčiastok, pri spracovaní ktorých sa pouţíva ten istý typ výrobného zariadenia, jednotné technologické náradie a zoradenie stroja.

Klasifikačný systém súčiastok

Výber súčiastok pre typové

procesy

Výber typového predstaviteľa

Technologický postup pre

typového predstaviteľa

Typové technologické operácie

Zoznam súčiastok vyrábaných

podľa typového postupu

Kontrola typového postupu

Typové technologické procesy

Konštrukčná dokumentácia

Výber polovýrobku

Typové operácie

Výber pracovných miest

Prenos údajov z typového

procesu

Rozpracovanie typových

operácií

Vstupné informácie

Určenie sledu operácií

Výber technologického

vybavenia

Konštrukcia špeciálneho

vybavenia


43

Zavedenie skupinovej technológie si vyţaduje vykonanie nasledujúcich prác:

vytvorenie technologických skupín súčiastok,

vypracovanie skupinových technologických postupov,

konštrukciu skupinových prípravkov a skupinových nastavení nástrojov,

organizáciu špecializovaných pracovísk.

Vypracovanie skupinového technologického postupu sa začína výberom typických súčiastok skupiny, čiţe súčiastok, ktorých geometrický tvar a technologická zloţitosť charakterizujú všetky ostatné súčiastky v skupine. Metodickým nástrojom je tzv. komplexná súčiastka (obr. 3.3). Komplexná súčiastka sa skladá z mnoţiny elementárnych geometrických prvkov. Všetky súčiastky v danej skupine sú rôznymi kombináciami týchto geometrických prvkov, pričom ich konfigurácia odpovedá

komplexnej súčiastke.

Náradie: 1 - nôţ, 2 - nôţ. 3 — vrták, 4 –vŕtacia tyč, 5 – nastavovací nôţ, 6 - nôţ, 7 – špeciálny nôţ, 8 – vŕtacia, 9- nastavitelný noţový drţiak

Obr. 3.3. Komplexná súčiastka pri skupinovej technológii Pre komplexnú súčiastku sa zostavuje skupinový technologický postup.

Technologická skladba skupinového postupu musí zabezpečiť úplné, ekonomicky výhodné opracovanie všetkých plôch kaţdej súčiastky skupiny v súlade s poţiadavkami výkresu a technickými podmienkami. Pri zostavení postupov sa vychádza z týchto základných zásad:

prijate poradie technologických operácií pri skupinovom postupe musí zabezpečovať výrobu hociktorej súčiastky skupiny v súlade s výkresom a technickými poţiadavkami;

technologické náradie musí byť skupinové, vhodné na výrobu ľubovoľnej súčiastky skupiny;

pouţité výrobné zariadenia musia zabezpečovať vysokú produktivitu technologického procesu s minimálnymi stratami na prestavenie pri prechode na výrobu inej dávky zo skupiny súčiastok.

Skupinový technologický postup predpokladá voľbu istého stroja so skupinovými nástrojmi a prípravkami.

Skupinová technológia sa uplatňuje v malosériovej a v sériovej výrobe. Jej prínosom je zvýšenie sériovosti výroby.

V súčasnosti prístupy ku skupinovej technológii sa zakladajú na fakte, ţe všetky technické alebo organizačné evolúcie v rámci určitej výrobnej jednotky obsahujú

Projektovanie výrob

44

činnosti alebo údaje s určitým stupňom podobnosti. Môţu byť teda kombinované do skupín, pre ktoré sa vyuţívajú všeobecné riešenia a metódy. Metodickým nástrojom sú rôzne klasifikačné systémy.

3.3 Postup pri projektovaní technológie

Projektant technológie sa zaoberá zákonitosťami výrobných procesov, pritom sa však neobmedzuje iba na jednotlivé výrobné metódy a čiastkové procesy, ale zaoberá sa v súlade s poţiadavkami projektu so všetkými prvkami, ktoré vplývajú na priebeh výrobného procesu.

Projektovanie technológie treba orientovať na inovačné projekty výroby a štruktúrne premeny. Nestačí iba vypracovať technologické postupy, predpísať výrobné zariadenia a vypočítať potrebné časy.

Technologické procesy spracovania materiálov a polovýrobkov v strojárstve moţno klasifikovať na 6 základných druhov, ktoré sa líšia spôsobom realizácie vo výrobe, technologickými špecifickosťami a výsledným efektom. Patria sem:

1. Procesy delenia materiálov, ktoré sa uplatňujú najmä vo výrobe polovýrobkov. K nim patrí plastické alebo krehké rozrušovanie materiálu (lámanie, strihanie a iné).

2. Procesy spájania materiálov, ako sú rozličné metódy zvárania, spájkovanie, spekanie, lisovanie, lepenia a pod.

3. Procesy tvarovania materiálu a polovýrobkov predstavujúce najrozšírenejší druh technologických procesov. K nim patria:

a. tvarovanie materiálu v tekutom stave (liatím do pieskových a kovových foriem, liatie pod tlakom, liatie s tavitefným modelom, odstredivé liatie a iné),

b. tvarovanie materiálu plastickou deformáciou (kovanie, lisovanie, valcovanie a iné),

c. tvarovanie práškovou metalurgiou (lisovanie prášku za studená s jeho následným spekaním, lisovanie za tepla a iné),

d. tvarovanie rezaním materiálu (sústruţenie, frézovanie, vŕtanie, preťahovanie, brúsenie a iné),

e. tvarovanie odstraňovaním materiálu fyzikálno-chemickým úberom (elektroimpulzné a elektroiskrové obrábame, obrábanie chemické, obrábanie elektrónovým lúčom, laserom, plameňom a iné).

4. Procesy zmenou fyzikálno-chemických vlastností materiálov: tepelné spraco-vanie (normalizovanie, ţíhanie, starnutie, kalenie a iné), termomechanické spracovanie, chemicko-tepelné spracovanie (cementovanie, nitridovanie a iné), galvanizovanie (poniklovanie, pochrómovanie a iné) atď.

5. Rozmerové opracovanie súčiastok, pri ktorom sa odstraňujú v predchádzajú-cich operáciách vzniknuté nepresnosti tvaru, rozmerov a polohy plôch odoberaním špeciálne ponechaného prídavku. Robí sa to takými spôsobmi uberú, pri ktorých vznikajú relatívne malé sily a deformácie technologickej sústavy a malý rozdiel teplôt medzi obrábanou súčiastkou a okolitým prostredím. Rozmerové opracovanie zabezpečuje vysokú presnosť výroby a je to najmä obrábanie rezaním a rozličné elektrofyzikálne, elektrochemické a chemické metódy odoberania prídavku. Pri rozmerovom obrábaní úberom


45

prídavku sa zvyšuje nielen presnosť, ale sa odstraňujú aj defektne povrchové vrstvy súčiastky, zlepšuje sa kvalita povrchu. Odoberanie prídavku je aj zlepšovaním stavu povrchu.

6. Procesy zmenou stavu povrchu. Táto skupina technologických procesov opracovania povrchov sa čiastočne prelína s rozmerovým opracovaním. Špecifické je vyuţívanie procesov, ktoré zlepšujú kvalitu povrchu pri zmene rozmerov a tvaru v rámci tolerančného poľa súčiastky. Robí sa to brúsením, honovaním, superfinišovaním, leštením, pokrývaním povrchu ochrannými nátermi a pod.

Podrobné rozpracovanie technológie výroby strojových súčiastok sa zakladá na technicko-ekonomickej analýze moţných variantov procesov výroby, zabezpečujú-cich vyţadovanú kvalitu súčiastok, vysokú výrobnosť a minimálne náklady na vyhotovenie súčiastky. Tieto poţiadavky sú často v protiklade. Zvýšenie triedy presnosti súčiastky spravidla vyţaduje zvýšenie počtu potrebných operácií rozme-rového opracovania, a tým sa zvyšuje celkový čas výroby a celkové náklady.

Postup projektovania sa rozčleňuje na rad čiastkových procesov, odlišujúcich sa úrovňou realizácie projektu. Vychádza sa zo stupňa, v ktorom sa určujú najvšeo-becnejšie principiálne charakteristiky technologického procesu. V jednotlivých stupňoch sa úlohy ďalej rozčleňujú na jednoduchšie úlohy so vzájomnou optimali-záciou riešení medzi úlohami rovnakého stupňa.

Podlá analýzy štruktúry a charakteristík v praxi pouţívaných technologických postupov rozlišujeme štyri stupne projektovania technologického procesu:

1. Prvý stupeň vyjadruje principiálnu schému technologického procesu a určuje skladbu a postupnosť etáp výroby hotovej súčiastky. Pod etapou sa rozumie časť technologického procesu, s jednotným technologickým princípom, v ktorom sa vykonávajú operácie rovnakého stupňa presnosti (hrubovanie, obrábanie na čisto, dokončovacie obrábanie a pod.). Základný postup tvoria spravidla etapy mechanického obrábania a etapy tepelného spracovania. Na tejto úrovni projektovania sa zostavuje niekoľko najracionálnejších principiálnych schém technologického procesu.

2. Druhý stupeň predstavuje projektovanie operácií v technologickom procese. Rieši sa pri ňom určovanie skladby a poradie operácií, výber základní, výber výrobných strojov a prípravkov.

3. Tretí stupeň zabezpečuje detailné projektovanie technologických operácií na základe skôr získaného postupu. Technologický postup sa detailne rozvádza a určujú sa zostavy a postupností úkonov v kaţdej operácii, výber nástrojov, pomocných a meracích zariadení, výpočet optimálnych technologických reţimov v operácii a pod. Technicko-ekonomické hodnotenie technologického procesu sa tým spresňuje, pretoţe normovanie času sa vykonáva detailne pri kaţdom úkone. Výsledkom tejto etapy projektovania je zostavenie niekoľkých variantov operačných postupov, z ktorých sa vyberá optimálny variant s najniţšími výrobnými nákladmi.

4. Štvrtý stupeň sa uplatňuje pri strojoch s číslicovým riadením. Detailovaním technologického procesu sa určujú aţ jednotlivé elementy dráhy nástroja. Spravidla sa návrh technologického postupu člení na obsahovo odlišné etapy:


46

V prvej etape sa uskutočňuje konštrukčno-technologické posúdenie výkresu vyrábanej súčiastky. Z hľadiska predpokladaného spôsobu výroby sa analyzuje materiál súčiastky, tvar plôch, rozmery, poţiadavky na presnosť, stav povrchovej vrstvy atď. Po prerokovaní s hlavným konštruktérom sa navrhnú zmeny konštrukcie súčiastky, ktoré zlepšia jej technologickosť.

V druhej etape sa podlá všeobecných zásad a špecifických podmienok navrhuje polovýrobok súčiastky a spôsob jeho výroby.

V ďalšej časti návrhu sa urobí štúdium výberu metód technologického spracovania jednotlivých elementov súčiastky. Vychádza sa z posúdenia fyzikálnych, kinematických, dynamických a ekonomických vlastností technologických metód a ich vzťahu k parametrom elementov súčiastky. Podľa technických ohraničení jednotlivých technologických metód sa pre prvky súčiastky vyberú metódy spínajúce všetky poţiadavky. Z týchto variantov sa vyberá optimálna technologická metóda spravidla na základe minimalizácie strojového času. Pri navrhovaní technologických procesov na výrobu vyšších produkčných typov sa berú do úvahy aj netradičné technologické metódy a robí sa ich experimentálny výskum.

Vybrané technologické metódy sa ďalej prehodnocujú z hľadiska moţnosti súčasného technologického spracovania. Celková syntéza technologických metód na spracovanie celej súčiastky sa orientuje na maximálnu koncentráciu operácií, aby sa zabezpečil minimálny strojový čas.

Pri analytických prácach na návrhu technologického postupu sa venuje veľká pozornosť aj výberu štruktúry operácií. Zohľadňujú sa moţné spôsoby prekrytia hlavného a vedľajšieho času a ich vzťah k parametrom súčiastky a k navrhnutým technologickým metódam. Výsledkom analýzy je vypracovanie modelu štruktúr operácií pre technologické spracovanie súčiastky a určenie variantu, ktorý najlepšie vyhovuje technicko-ekonomickým podmienkam.

Uvedené etapy predstavujú analytické štúdium na vytvorenie optimálneho technologického postupu. Podrobne sa rozvádzajú iba pri rozpracovaní technolo-gických postupov na výrobu vyšších produkčných typov, kde len dôkladná analýza metód a štruktúr procesov môţe zaručiť dobré výsledky. Pri navrhovaní postupov pre kusovú a malosériovú výrobu tieto etapy sa spravidla nevypracúvajú samostatne.

V ďalšej etape technologického postupu sa určuje sled operácií a ich detailný návrh. Návrh operácií zahŕňa ďalšie etapy: výber výrobného stroja, výber schémy ustavenia súčiastky, výber upínacieho prípravku a určenie postupnosti úsekov a operácií. V jednotlivých úsekoch sa určujú medzioperačné prídavky, nástroje, meradlá, technologické podmienky a vypočítajú sa normy spotreby času. Rozpra-covanie technologického postupu sa spravidla robí preverovaním moţných variantov riešenia pri uvaţovaní konkrétnych vlastností výrobného systému, v ktorom sa predpokladá realizácia technologického postupu.

Do technologického projektu sa zahŕňajú aj etapy súvisiace s prípravou realizácie výroby. K nim patria: zostavenie technicko-organizačného projektu, technické zadanie na vývoj jednoúčelových výrobných zariadení, konštrukčný vývoj zariadení, zadanie na výrobu zariadení, výroba prototypov, skúšky prototypov a príprava a začatie sériovej výroby.

Kaţdá projektová práca sa koncentruje na vytvorenie ucelených a komplexných predstáv o objekte projektovania. Predstavy sa spracúvajú do súborov informácií


47

alebo dokumentácia o vyprojektovanom objekte sa nazýva projektom a ich rozsah závisí od zloţitosti objektu a jeho vlastností. Pojmom projekt sa v technickej praxi obyčajne rozumie projekt stavby alebo súboru stavieb a technologická činnosť lokalizovaná do stavieb.

Projektová práca sa rozdeľuje na tri časti:

prípravná etapa,

riešenie a spracovanie projektu,

realizácia. V prípravnej etape sa registruje námet a podrobí sa posudku. Ako námety sa

registrujú výstavba, modernizácia, rekonštrukcia alebo zriadenie výrobného zosku-penia a pod. Objasnia sa otázky financovania a legislatívne otázky, resp. strategicko-taktické aspekty projektovaného diela.

Vykoná sa technická špecifikácia objektu či diela, v rámci ktorej sa posúdi reálnosť projektu, odhadnú sa náklady, nároky na výskum a vývoj, nároky na dodávateľov a iné sluţby. Ďalej sa spracuje zámer na projekčnú úlohu, ktorý vytyčuje hlavné ciele úlohy a verifikuje technickú špecifikáciu námetu.

Nasleduje spracovanie technického riešenia vo variantoch, ktoré zohľadňujú realizáciu projektu, moţnosť uplatnenia známej techniky a nevyhnutností kooperácie inţinierskych výskumno-vývojových prác. Napokon sa v prípravnej etape podlá zvolenej alternatívy zámeru vytýčia hlavné úlohy riešenia a jej technicko-ekonomická špecifikácia.

4. ANALÝZA STROJÁRSKYCH VÝROBKOV

Technologický proces sa vzťahuje na súčiastky, ktoré sú základným objektom pri

skúmaní technológie strojárskej výroby. Kaţdé projektovanie výrobných a technologických procesov sa začína analýzami výrobkov.

Výrobky, ich mnoţstvo, kvalita, konštrukčné, technologické a iné vlastností sú základnými črtami technologicko-organizačnej štruktúry výroby.

Vlastnosti strojárskych výrobkov sa predovšetkým odvodzujú od poţiadaviek spotrebiteľov. Vedecko-technický pokrok pozitívne ovplyvňuje rozvoj výrobkov a vo svetovom meradle sa rozvíja súťaţ o ich kvalitu.

Posilňovanie vedecko-výskumnej a vývojovej činnosti má účinok na to, ţe inovácia výrobkov vyplýva nielen z poţiadaviek pouţívateľov, ale aj z nových objavov a vynálezov. Tým moţno ponúknuť pouţívateľovi aj to, čo si zatiaľ nevie predstaviť.

Z hľadiska projektovania technológie treba si povšimnúť najmä: sériovosť, stabilitu výskytu výrobkov vo výrobe, materiál výrobku a jeho vplyv na stupeň plynulosti a rytmickosti technologického procesu, spôsobilosť a vhodnosť výrobku pre automatizovanú výrobu a kvalitatívne charakteristiky určujúce konkurencieschopnosť výrobkov.

Pri projektovaní sú isté ťaţkosti, pretoţe existujúci sortiment nomenklatúry strojárskych výrobkov je široký. Nomenklatúra strojárskych výrobkov sa klasifikuje na skupiny:

finálne výrobky s určitou funkciou, napríklad obrábacie stroje, tvárniace stroje, turbíny, automobily, pračky, vysávače a pod.,


48

výrobky kompletizačného charakteru, ako sú montáţne skupiny alebo pod-skupiny, ktoré sa montujú do finálnych strojárskych výrobkov. K nim patria napríklad loţiská, hydraulické a pneumatické prvky, prevodové zariadenia, pohonové jednotky a pod.,

strojové súčiastky, ktoré sa rozdeľujú na tzv. normálie so všeobecným pouţitím a špeciálne súčiastky, ktoré moţno osobitne pouţiť a vyuţiť vo finálnych výrobkoch.

Základnou poţiadavkou na strojárske výrobky je ich schopnosť konkurencie. Schopnosť konkurencie strojárskych výrobkov závisí od mnohých faktorov, ktoré moţno kategorizovať podlá etáp ţivotného cyklu výrobku (obr. 4.1).Sú to:

Projektové faktory súvisia predovšetkým so zrýchľovaním inovačných cyklov. K nim patria nároky na výskum, vývoj a projektovú prípravu nového výrobku, kapacitné moţnosti podniku, relácie k iným výrobkom a pod.

Výrobné faktory schopností konkurencie výrobkov zahŕňajú široký okruh problémov súvisiacich so zabezpečením polovýrobkov, technologickým spracovaním, montáţou a skúšaním.

Prakticky všetky charakteristiky výrobku (rozmery, materiál, skladba komponentov a pod.) vplývajú na výrobné faktory a hodnotia sa ukazovateľmi technologickosti konštrukcie.

Marketingové faktory súvisia s odbytom výrobkov. Okrem ekonomických faktorov, ktoré priamo nadväzujú na projektovú a výrobnú etapu, pristupujú k nim otázky dopytu a nasýtenosti trhu, dopravné, skladovacie a distribučné hľadiská a pod.

Aplikačné faktory majú pri posudzovaní konkurencieschopnosti výrobku spravidla prioritné postavenie. Zahŕňajú celý komplex úţitkových vlastností výrobku zvyčajne zahrňovaných pod pojem kvalita. Poţiadavka na zvyšovanie kvality sa dotýka nielen primárnych ukazovateľov (výkon, spoľahlivosť, ţivotnosť a pod.), ale aj takých ukazovateľov, ako je design, vplyv na pracovné prostredie, pohoda pri práci a pod.

Deštrukčné (ekologické) faktory, ktoré charakterizujú výrobok po ukončení jeho funkcie z hľadiska vplyvu na ţivotné a pracovné prostredie, premeny na suroviny, resp. obnovu alebo výmenu funkcie, sú zaujímavou charakteristikou konkurencieschopnosti najmä výrobkov vyrábaných vo veľkých objemoch (automobily), resp. ekonomicky náročných výrobkov (lietadlá a ich komponenty).

Na štruktúru organizácie výroby a charakter technológie vplýva stabilnosť výrobného programu a sériovosť výroby. Stabilita výrobného programu sa určuje časom trvania výroby výrobkov rovnakého druhu a typu. Čím je dlhší, tým sa dosahujú lepšie ekonomické výsledky, lepšia organizácia práce a vyššia úroveň technologických procesov. Zmena kaţdého výrobného programu si vyţaduje veľké náklady.

Vedecko-technický pokrok si vyţaduje zdokonaľovanie výrobkov. Na svetových trhoch sa objavujú výrobky, ktoré majú vyššiu úroveň a kvalitatívne vyššie parametre.

Technologický proces závisí aj od materiálu výrobkov. Kým so zreteľom na funkcie strojov, strojových uzlov a súčiastok sa ako primárne zdôrazňujú mechanické vlastnosti materiálov, pri technologickom procese sú najdôleţitejšie technologické vlastnosti materiálov, ako sú tekutosť, tvárniteľnosť, obrábateľnosť, prekaliteľnosť a pod. V súčasností sa vyrábajú vysoko pevné materiály, ktoré sa ťaţko tvarujú a ešte ťaţko obrábajú.


49

Technologické vlastností materiálov sa výrazne prejavujú najmä v automatizovanej výrobe a ovplyvňujú rytmus v linkovej výrobe. Napríklad: ťaţko obrábateľné materiály pri obrábaní na automatizovaných linkách zniţujú stabilitu trvanlivosti nástrojov, zapríčiňujú poruchy a nespoľahlivosť a vyuţitie liniek sa zniţuje.

Náhrada takých materiálov súčiastok, ktoré zapríčiňujú poruchy a prestoje je vysoko efektívna a ekonomicky zdôvodniteľná, najmä vo veľkosériových a hromadných výrobách.

Samotná konštrukcia súčiastok a výrobkov vplýva na moţnosť automatizácie, preto okrem funkčnej analýzy výrobkov sa vykonáva aj ich technologická analýza.

V štádiu projektovania sa kladú základy konštrukčných parametrov a ukazovateľov kvality budúceho výrobku. Technológia výroby ovplyvňuje zhmotnenie týchto parametrov. V priaznivých prípadoch môţu sa docieliť lepšie ukazovatele ako boli projektované.

4.1 Inovácia strojárskych výrobkov Pri analýze strojárskych výrobkov treba sa zamerať na ich inováciu, ktorou sa

zvyšujú ich úţitkové vlastnosti, resp. vyuţívanie progresívnejšej a ekonomicky efektívnejšej technológie.

Pri hodnotení úrovne inovácie strojárskych výrobkov moţno vyuţiť stupnicu inovačných radov (tab. 4.1).

Rozlišuje 8 inovačných radov rozdelených do dvoch základných skupín. Základná skupina A zahŕňa inovačné rady 0 aţ 3, ktoré charakterizujú inovačné zmeny kvantitatívneho charakteru. Predstavujú štandardnú úroveň projektovej činnosti, zlepšovateľskej a racionalizačnej práce.

Základná skupina B zahŕňa inovačné rady 4 aţ 7, ktoré charakterizujú kvalitatívne nové inovačné zmeny. Ich realizácia presahuje rámec beţného projektovania a vyţaduje prijímanie komplexných rozhodnutí súvisiacich so zmenami výrobných programov a organizáciou novej výrobnej štruktúry.

Pri projektovaní technológie je dôleţité zohľadňovať inovačný cyklus výrobkov. Väčšinou ţivotnosť strojárskych výrobkov sa zobrazuje logistickou krivkou. Priebehy jednotlivých cyklov, sledov transformácií a čiastkových fáz inovačných cyklov výrobkov umoţňujú:

predvídať výrobno-technologické zmeny v ţiadúcom časovom predstihu,

koncipovať obmeny výrob a zmeny vo výrobných programoch,

efektívne riešiť vývoj výrobnej základne aj z hľadiska jej organizácie, aj z hľadiska rozvoja rekonštrukciou a investičnou výstavbou.

koncipovať smery technickej politiky a zostavovať konkrétne a progresívne akcie technického rozvoja.


50

Stupnica inovačných radov Tab. 4.1

Inovačný rad

Charakteristika Obsah inovačnej zmeny

0 Regenerácia Obnova pôvodných vlastnosti prvkov, interakcií a štruktúry

A Kvantitatívne zmeny

1 Jednoduchá kvantitatívna zmena

Zvýšenie intenzity interakcií prvkov umoţňujúcich zvýšiť objem výroby a vyuţitie zdrojov

2 Jednoduchá organizačná zmena

Jednoduché zoskupenie interakcií vedúcich k intenzifikácií a racionalizácií pôsobením danej štruktúry

3 Adaptačná kvantitatívna zmena

Vzájomne prispôsobenie vlastnosti prvkov vzhľadom na konkrétnosť obsahu interakcií

4 Vznik nového variantu

Kombinácia vlastnosti ovplyvňovaním, dosiahnutím nových parametrov a dodatočných úţitkových vlastnosti bez zásadných zmien štruktúry

B Kvalitatívne zmeny 5 Vznik novej

generácie Prispôsobenie pôvodnej štruktúry pri zachovaní starej koncepcie s cieľom dosiahnutia nových vlastnosti. Inovačný potenciál výrobku je značne vyčerpaný

6 Vznik nového druhu Prekonanie starej koncepcie, rekonštrukcia výrobku pri zachovaní princípu

7 Vznik nového rodu Vytvorenie nových princípov umoţňujúcich úplne zmeniť pojatie a riadenie doteraz existujúcich štruktúr výrobkov

Zladenie cyklického vývoja výrobných procesov s inovačnými zmenami vo

výrobkovej základni umoţňuje sústrediť ich riadenie a zaviesť jednotné kritériá pri rozhodovaní. Podstatu inovačných procesov moţno dokumentovať na krivke ţivotnosti výrobku. Jej základom je určenie priebehu vývoja výrobku, ktorý zachytí dynamické momenty tak, aby sa dali určiť a predvídať jednotlivé fázy ţivotnosti výrobku u pouţívateľov. Krivku ţivotnosti výrobku znázorňuje logistická krivka (obr. 4.2).


51

Obr. 4.2. Cyklus strojárskeho výrobku

V prvej fáze (zavedenie) sa výrobok uvádza na trh. Zisťujú sa prvé reakcie pouţívateľov. Hodnotia sa pripomienky, reklamácie a skúseností pouţívateľov. Realizujú sa výhľadové koncepcie o umiestňovaní výrobkov na trhoch a robia sa ich korekcie.

Druhá fáza (rast) sa vyznačuje rastom výroby a predaja. Zabezpečený je plynulý odbyt. Technicko-ekonomické parametre výrobkov sa ustálili. Skončilo sa obdobie vyšších výrobných nákladov, pretoţe plynulým chodom výroby moţno vyuţiť výhody sériovej výroby a zníţiť náklady cestou racionalizácie.

V tretej fáze (zrelosť) sa pri zavedenom výrobku zabezpečenom dobrou servisnou sluţbou prejavuje prudký vzostup odbytu. Zdokonaľuje sa výrobok vykonávaním racionalizačných a inovačných zmien, pričom vznikajú nové rady a varianty. Odbytová sféra sa rozširuje.

Štvrtú fázu (nasýtenie trhu) - pokles dopytu. Výrobky sú morálne zastarané a ich inovačný potenciál sa vyčerpáva. Presadzujú sa tendencie na zníţenie cien výrobku, čím sa pri zachovaní hladiny výrobných nákladov zniţuje rentabilita.

V piatej fáze (útlm) sa ťaţkostí v predajnosti výrobkov prejavujú prudkým poklesom výroby, ktorý po určitom čase vedie k zastaveniu výroby.

Podľa odhadu vývoja výrobných trendov a priebehu kriviek ţivotného cyklu výrobkov, moţno odvodiť, kedy fázy zostupu a útlmu starej výroby vystriedajú nastupujúce a progresívne etapy. Nastáva prelínanie inovačných cyklov, ktoré sa môţu graficky vyjadriť formou logistických kriviek (obr. 4.3).

Na tomto obrázku výrobok A sa v plnom rozsahu produkuje v časovom intervale AiA3. Zároveň sa však zabezpečuje príprava inovovaného výrobku tak, aby v časovom intervale A3 došlo k nábehu novej výroby výrobku B. Výrobok B potom plynulé, čo do úţitkovej hodnoty a ekonomických prínosov nahradí vyradený výrobok A.


52

Obr. 4.3 Prelínanie inovačných cyklov pri nábehu novej výroby

4.2 Analýza výrobného programu

Bázou pre analýzu strojárskych výrobkov je výrobný program výrobkov. Výrobný program všeobecne určuje súhrn úţitkových hodnôt určitej sortimentovej skladby a akosti výrobkov, ktoré majú podniky vyrobiť v daných podmienkach reprodukčného procesu.

Od pojmu výrobný program treba odlíšiť pojem plán výroby, ktorý je záväznou konkretizáciou výrobného programu v danom plánovacom období.

Výrobný program závisí priamo od technologicko-organizačnej štruktúry podniku, pretoţe daným výrobným fondom vţdy odpovedá určitý optimálny výrobný program. Pri projektovaní technológie je preto primárnou úlohou pri zmene výrobného programu riešiť aj adekvátne zmeny technologicko-organizačnej štruktúry. V praxi sa výrobný program určuje podľa vyhodnotenia poţiadaviek na výrobky a výrobných moţností príslušnej výrobnej jednotky. Pri stanovení výrobného programu treba analyzovať rad faktorov. Z nich najdôleţitejšie sú:

stupeň konštrukčno-technologickej podobnosti výrobku, ktorým moţno racionalizovať prípravu výroby, technologickú štandardizáciu a špecializáciu a je predpokladom -automatizácie výroby,

zabezpečenie energetických, materiálových a pracovných zdrojov, subdodávok a výrobnej kooperácie,

stupeň predvýrobnej pripravenosti,

stabilita a perspektíva výrobného programu. Kvantitatívne vyjadrenie mnoţstva výrobkov určuje objem výroby. Do objemu výroby sa

všeobecne zahŕňajú hotové výrobky, polovýrobky a práce priemyselného charakteru. Za hotové výrobky sa pritom povaţuje produkcia, ktorá sa v rámci príslušnej výrobnej jednotky uţ ďalej nespracováva, a ktorú prevzala technická kontrola.

Objem výroby sa môţe vyjadrovať v naturálnych a hodnotových jednotkách. Naturálnymi jednotkami sú počty kusov, hmotnosť, prácnosť a pod. Pri výrobkoch, ktoré majú spoločné úţitkové vlastnosti sa pouţívajú na hodnotenie objemu výroby dohodnuté naturálne jednotky, na ktoré sa podlá stanovených koeficientov prepočítava celá produkcia.


53

Hrubý obrat zahŕňa hodnotu hotových výrobkov, ale aj hodnotu polovýrobkov, ktoré sa ďalej v podniku spracúvajú a uvádzajú ako hodnota prírastku alebo úbytku nedokončenej výroby.

Ukazovateľ tovarová výroba zahŕňa hodnotu všetkých hotových výrobkov, prácu priemyselného charakteru, prácu v mzde (hodnota výrobkov z materiálov, polovýrobkov a subdodávok, dodaných odberateľom po odpočítaní dodanej hodnoty) a prácu na príprave novej techniky.

Ukazovateľ hrubá výroba sa odlišuje od ukazovateľa výroby tovarov tým, ţe navyše zahŕňa hodnotu prírastku alebo úbytku polovýrobkov, nástrojov, prípravkov a pod., hodnotu zostatku nedokončenej výroby a hodnotu materiálu, polovýrobkov a subdodávok dodaných odberateľom.

Pre projektovanie technológie je z týchto ukazovateľov najdôleţitejšie naturálne vyjadrenie objemu výroby. V praxi sa uplatňuje pouţívanie tzv. P-Q diagramov, pričom symbol P označuje produkt -výrobok, O kvantitu - počet kusov. P- O diagram sa zostavuje tak, ţe na vodorovnú os diagramu sa zaznamenáva sortiment výrobkov (resp. ich predstaviteľov) usporiadaných podľa výrobného objemu a na zvislú os príslušné počty kusov. Vrcholovými bodmi jednotlivých výrobkov sa prekladá spojitá krivka (obr. 4.4).

Charakter krivky umoţňuje vyhodnotiť úroveň rovnorodosti výrobného programu a stanoviť trendy na jeho zdokonaľovanie. Strmý charakter krivky ukazuje najmä na značnú nerovnorodosť sériovosti výroby.

Obr. 4.4 P-Q diagramy

4.3 Analýza kvality výrobkov

Orientácia na kvalitu výrobkov je všeobecným strategickým cieľom kaţdej výroby. V malých výrobných firmách s ohľadom na obmedzenia v produktivite a inováciách môţe kvalita byť najsilnejšou stránkou konkurencieschopnosti. Nízky podiel výrobkov vysokej kvality je potrebné systematicky meniť. Pri systematickom prístupe moţno kvalitu podstatne zmeniť postupom cez tri vývojové úrovne:

inšpekčná kontrola kvality produkcie (sluţieb),

riadenie kvality v produkčnom procese,

komplexné riadenie kvality (Total Quality Control). Kvalita je súhrn zloţitých trhových, technických, výrobných a prevádzkových

charakteristík, vďaka ktorým výrobok alebo sluţba zodpovedá očakávaniam zákazníka. Kvalita neoznačuje dosiahnutie dokonalosti, ale dosiahnutie alebo prekročenie potrieb zákazníka najmä z hľadiska :


54

funkčných resp. úţitkových parametrov,

ceny, ktorú je ochotný zaplatiť,

spôsobu dodávky (čas, miesto, forma). Kvalitu výrobkov opisuje súbor charakteristík:

časovo orientované (ţivotnosť, spoľahlivosť, udrţiavateľnosť,...),

zmyslové (tvar, farba, zladenosť,...),

štrukturálne (výkon, hmotnosť, rozmery,...),

komerčné (cena, záruky, výhody,...),

psychologické (prestiţnosť, unikátnosť,...). Trendy v manažmente kvality:

tzv.―Juranova triáda― plánovanie, riadenie a zdokonaľovanie kvality (obr. 4.5 ),

celosvetová súťaţ v kvalite (Quality is Job One) ,

vyuţívanie štatistickej kontroly kvality,

aktivitizácia pracovníkov pre zlepšovanie kvality (krúţky kvality) ,

komplexné riadenie kvality.

JURANOVÁ TRIÁDA

KVALITY

Identifikácia problémov v kvalite

Realizácia zlepšení

Návrhy riešení, odsúhlasenie

Určenie príčinných vzťahov

Realizácia zlepšení

Identifikácia zákazníkov (trh)

Požiadavky zákazníkov na kvalitu

Transformácia požiadaviek do

špecifikácií

Vývoj výrobkov

Prevádzkové zabezpečenie

Vývoj technológií

Stratégia riadenia kvality

Určenie riadených prvkov a zložiek

Meranie, zber údajov, hodnotenie

Riadiace opatrenia

Spätné väzby

Plánovanie kvality Riadenie kvality

Obr. 4.5 Juranová triáda kvality


55

Problémy pri zvyšovaní kvality (obr.4.6):

Zámena príčin a následkov. Nie nedostatok financií spôsobuje nízku kvalitu, ale nízka kvalita spôsobuje nedostatok zdrojov.

Ťaţkosti zmeniť štandardný štýl práce. Nekvalita sa často toleruje vo vnútri firmy.

Potreba oponentúry. Jeden človek identifikuje 5%, dvaja 13%, traja 31% skrytých chýb.

Potreba vnútrofiremných štandardov kvality.

Kvalita v protiklade s časovými parametrami.

Ťaţkosti pri meraní a hodnotení ukazovateľov k v a l i t y .

Dlhý čas kým sa zmeny prejavia vo výsledkoch.

Nedostatok znalosti o riadení kvality vo firme.

Obr. 4.6 Bludný kruh nedostatočnej kvality

Súčasné pojatie kvality 3-dimenzionálny model riadenia kvality: 1. Dimenzia výrobkov a sluţieb. Hodnotí sa úroveň spokojnosti zákazníka

s výrobkami a sluţbami . 2. Dimenzia medziľudských vzťahov. Hodnotí sa úroveň spokojnosti

zákazníka pri uzatváraní zmlúv, dodávkach, komunikácii, servise a stykoch na úrovni ľudí.

3. Dimenzia vnútrofiremných procesov. Hodnotí sa úroveň spokojnosti v interných pracovných procesoch firmy (produktivita, medziľudské vzťahy a pod.).

Dôleţité je, aby kontinuálne zlepšovanie kvality prebiehalo súbeţne vo všetkých troch dimenziách (obr. 4.7).

Obr. 4.7 3-dimenziálny model riadenia kvality

Zastaralé výrobky

Poruchová výroba

Nedostatok financií

Nedostatočná kvalita výrobkov a

výroby

Neefektívne podnikanie

Straty trhov, nízky zisk

Zaostávanie v informáciách

Hromadenie problémov

Nízka motivácia


56

1. Výrobok (sluţba), ktorý vyhovoval kvalitou včera, ťaţko sa udrţí na trhu dnes

a nebude vyhovovať poţiadavkám zajtrajška. 2. Spoliehať sa, ţe zákazník bude tolerovať nekvalitu je istá cesta k úpadku

firmy. 3. Zmeniť názor, ţe „kvalita stojí peniaze― na „kvalita prináša peniaze―. 4. Japonský prístup, ţe vţdy sa dá všetko zlepšiť má najlepšie aplikácie v

oblasti kvality. 5. Kvalita je zaloţená na prevencii pred chybami a nie na kontrole a inšpekcii. 6. Kvalitu produkcie ovplyvňuje kaţdý pracovník, kaţdá organizačná zloţka,

technológia, materiál a pod, . 7. Podľa štatistických analýz 80% vplyv na kvalitu má manaţment.

Podnikateľ má byť hybnou silou programov zvyšovania kvality. 8. Pri zvyšovaní kvality je potrebné vyuţívať všetky dostupné metódy, techniky a

postupy. Lepšie je ich spojiť do komplexného systému riadenia kvality. 9. Kvalita výrobkov alebo sluţieb je realatívna veličina, preto musí byť meraná a

systematicky hodnotená. 10. V malom podnikaní je výhodné miery kvality prispôsobiť poţiadavkám

zákazníkov v danom trhovom segmente. 11. Zvyšovanie kvality je nepretrţitý proces zabudovaný do strategických cieľov

firmy. 12. Pozitívne zmeny v kvalite je dôleţité .právne prezentovať a propagovať. 13. Prínosy v kvalite sa prejavujú v hodnotení a odmeňovaní zainteresovaných

pracovníkov .

Náklady na kvalitu

Náklady na zabezpečovanie kvality sú obvykle skryté v réţii. V beţnej strojárskej výrobe predstavujú pribliţne 10 - 20% výrobných nákladov. Pri prechode na vyššiu úroveň kvality logicky vzrastú aj náklady. Z tohoto dôvodu riadenie kvality vyţaduje aj ekonomické analýzy. Zloţky nákladov na kvalitu:

náklady na prevenciu - 10%

náklady na hodnotenie - 40%

náklady na vnútorné straty - 15%

náklady na vonkajšie straty - 20%

náklady na zlepšenie - 15% Preventívne náklady sú spojené s projektovaním, zavedením a prevádzkou

systému určeného na prevenciu problémov v kvalite. Patria tu napr. náklady na tréning pracovníkov, analýzu nových výrobkov, plánovanie a riadenie systému kvality, testovanie subdodávateľov a pod.

Náklady na indikáciu chýb sú spojené s meraním a hodnotením výrobkov, procesov, komponentov a polovýrobkov z hľadiska zabezpečenia štandardov a špecifikácií kvality.

Náklady na vnútorné straty sú spojené s existenciou nepodarkov (náklady na identifikáciu nepodarkov, opravy, špeciálne zariadenia a pod.).

Vonkajšie straty sú spojené s nákladmi na odstraňovanie nedostatkov po expedícii výrobkov (záručné opravy, doprava, nepriame náklady a pod.).

Náklady na zlepšenie súvisia s projektovaním a zavedením nových metód riadenia


57

kvality (projekty, zmeny procesov, nové technické prostriedky a pod.).

Obr.4.8. ukazuje, ţe v daných podmienkach existuje z ekonomického hľadiska optimálna úroveň kvality a trend posúvania optima k vyššej úrovni kvality.

Obr. 4.8 Náklady na kvalitu

Uvedené prístupy ku kvalite vedú k záveru, ţe kaţdá (aj malá) firma potrebuje systém riadenia kvality, ktorý by zastrešoval všetky aktivity smerujúce k zvýšeniu úrovne kvality. Zdôrazňuje sa aj potreba integrácie programov zvyšovania produktivity, inovácii a kvality.

Zavedenie systému riadenia kvality: 1. Aj systém riadenia kvality musí vychádzať zo stanovenia cieľov. Rozlišujú sa

dve skupiny cieľov

kvalita vo vzťahu k zákazníkom (spoľahlivosť výrobkov, design, záruky a pod.),

kvalita vo firme - zníţenie strát z nepodarkov, zbytočných prác a porúch a pod.

2. Ciele musia byť realistické. Zlepšovanie kvality vyţaduje systematické úsilie, investície, znalosti. Dobrý začiatok je napr. cieľ zníţiť počet reklamácii o 10%.

3. Základom opatrení na zvýšenie kvality je poznanie kritických miest, príčin, chýb a porúch.

4. Identifikáciu uľahčujú špeciálne metódy 5. Riešenie problémov kvality vyţaduje znalosti. V Japonsku aţ 40% všetkých

rekvalifikácii, kurzov, tréningov je zameraných na kvalitu. Dôleţité je:

naučiť pracovať všetkých pracovníkov bez chýb,

naučiť manaţment riadiť kvalitu. 6. Vybudovať informačnú zloţku pre riadenie kvality

informačný kanál o spokojnosti (pripomienkach) zákazníkov s kvalitou.

informácie o prístupe konkurencie ku kvalite

spätné väzby o výsledkoch opatrení na zlepšenie kvality

neformálna komunikácia medzi manaţmentom a pracovníkmi. 7. Zabezpečiť kvalitu subdodávok. Výber dodávateľov hlavne podlá kritérií kvality. 8. Výsledky v kvalite zohľadňovať v odmeňovaní pracovníkov. 9. Kaţdé opatrenie na zlepšenie kvality by malo byť krokom komplexného systému

riadenia kvality.


58

Vo veľkých firmách môţu pracovať špecializované útvary riadenia kvality vyuţívajúce elitné metódy matematickej analýzy, expertné systémy a pod. Pre malé podnikanie sa doporučuje pouţívanie jednoduchých metód (odvodených z praxe japonských krúţkov kvality), ktoré umoţňujú kaţdému pracovníkovi firmy zaoberať sa zvyšovaním kvality. Jednoduché nástroje pre riadenie kvality sú nasledovné:

1. Histogram 2. Pareto diagram 3. Scareto diagram 4. Riadiaci diagram 5. Diagram príčin a následkov 6. Kontrolný list 7. Tabuľka vzťahov

Jednoduché nástroje riadenia kvality zvládnu všetci pracovníci. Postačí krátky interný kurz podľa dobrej príručky.

Výhody jednoduchých nástrojov sú. dobrá zrozumiteľnosť, pruţné prispôsobenie podmienkam firmy , vyuţitie na rozpoznanie kritických miest, dlhodobosť pouţívania, podpora samokontroly kvality

Vyuţívanie vizualizácie výsledkov analýzy kvality.

Tieto nástroje pouţívajú krúţky kvality na celom svete.

Krúžky riadenia kvality

Najznámejšou formou iniciovania širokého okruhu pracovníkov na zvyšovanie kvality sú tzv. krúţky kvality (Quality Control Circle). Vznikli koncom 60-tych rokov v Japonsku a postupne sa rozšírili vo všetkých vyspelých štátoch. Krúţok QCC ma nasledovné znaky:

je to dobrovoľná pracovná skupina (5-10 pracovníkov),

vedúci je spravidla určený členmi krúţku,

cieľom krúţku je identifikovať, analyzovať a riešiť problémy s kvalitou predovšetkým vo vlastnej práci

práca krúţkov je spravidla kontinuálna (projekt ţi projektom) . Metóda pre odstraňovanie chýb kvality

Metóda označovaná QER (Quality Error Removal) vypracovaná na základe zovšeobecnenia práce japonských krúţkov kvality sa osvedčila aj v malých firmách. Jej hlavné znaky sú:

1. Naučiť pracovníkov základné znalosti a zručnosti pre kvalitnú prácu. Vyţaduje sa, aby pracovníci poznali zákonitosti zvyšovania kvality na svojom úseku práce a aby boli systematicky pre túto oblasť pripravovaní. Doporučuje sa jednak klasické školenie v rámci rôznych výukových programov, jednak tréning na vzorových pracoviskách.

2. Zabezpečovanie riešení problémov kvality priamo v centrách ich vzniku. Podstata je v

identifikácii úzkych miest v kvalite a aktivite zdola pri ich riešení:

- presné definovanie problému, - zostavenie postupu riešenia, - diskusie k identifikácii podstaty riešenia, - dosiahnutie zhody o postupe riešenia, - zavedenie riešenia.


59

3. Podpora aktivity zvyšovania kvality. Inšpekcia výrobkov, procesov a obsluhy je robená priamo na zdroji. Kaţdý zainteresovaný pracovník robí inšpekciu svojej vlastnej práce. Za dôleţitú sa povaţuje kontrola a zabezpečenie spätnej väzby.

4. Tímový spôsob školenia. Členovia tímu sa zhodujú na hlavných cieľoch. Existuje iniciatíva všetkých členov a vysoká úroveň komunikácie v tíme. Vedenie podporuje riešenia a odmeny za riešenie sú rozdeľované medzi všetkých členov tímu.

5. Zabezpečené je jasné definovanie úloh a zodpovednosti členov tímu.

Doporučenia

1. Iniciovať zaloţenie krúţku kvality z podnetu manaţmentu alebo ľubovoľného iniciatívneho pracovníka firmy.

2. Definovať princípy práce krúţku; výber členov, stanovenie cieľov, agendy, čas práce, postupy, zdroje, hmotná zainteresovanosť na výsledkoch.

3. Pripraviť východiskové podmienky pre prácu krúţku - kurzy, exkurzie, informácie. Spracovať v krúţku prehľad (súpis) hlavných problémov (vrátane potenciálnych) s kvalitou.

4. Analyzovať príčinné súvislosti s nedostatkami v kvalite (pouţitie techník pre analýzu ako sú Pareto diagramy, príčinné diagramy,...)

5. Pouţiť podporné metódy pre tvorbu nápadov na riešenie problémov (brainstorming, synektika,... )

6. Navrhnúť riešenia problémov vrátane spracovania plánu realizácie (časy, zdroje, náklady, postup).

7. Hodnotiť pripravené riešenia z hľadiska stratégie podniku, reálnosti a efektívnosti

8. Rozhodnúť o realizácií Realizovať riešenie, vyhodnotiť efektívnosť

9. Opakovať postup na novej úlohe, rozšíriť pozitívne skúsenosti. Princíp totálneho riadenia kvality (Total Quality Control - TQC) bol vyvinutý v 80-

rokoch v USA. Jeho idea je zaloţená na tom, ţe kvalita výroby musí byť zabezpečovaná všetkými pracovníkmi firmy na všetkých zloţkách činnosti. Najdôleţitejšie znaky TQC sú:

Riadenie kvality zahrňuje všetky funkcie, ktoré má výrobok.

TQC zahrňuje všetky zloţky práce (príprava výrobku, konštrukcia, výroba, marketing) a všetkých pracovníkov od prezidenta firmy aţ po robotníkov a sekretárky.

Zodpovednosť za kvalitu je rozdelená medzi všetkých pracovníkov.

Vrcholový manaţment má znalosti o TQC a všestranne ho podporuje.

Kontinuálnosť programov zvyšovania kvality. K ďalším znakom TQC patrí vizualizácia kvality umoţňujúca rýchlu identifikáciu

neregulerných prác a ich dôsledkov, eliminácia opráv nepodarkov, totálne riadenie výrobného procesu, programy zlepšovania kvality a iné. Spojitosť systému TQC a inovačných programov je evidentná v takých typických charakteristikách ako sú:

totálna preventívna údrţba,

kapacitné vyťaţovanie pracovísk s rezervou,

minimalizácia výrobných dávok a iné.


60

Efektívne uplatnenie totálneho riadenia kvality vyţaduje zohľadniť nasledovné pravidlá:

1. Akosť produkcie je prvoradá a zabezpečuje dlhodobý zisk. 2. Cieľom riadenia kvality je uspokojiť poţiadavky spotrebiteľa. TQC sa

snaţí predovšetkým predchádzať výrobe nepodarkov. 3. Riadenie kvality je orientované na spotrebiteľa. Vytvára sa tak priestor

na zapojenie marketingu do riadenia kvality. 4. Systém TQC aplikuje štatistické metódy.

Riadenie kvality je integrálnou časťou systému riadenia firmy.

5. Zloţkou TQC je integrovaný metrologický systém (meranie procesových a finálnych vlastnosti výrobku, meranie technologických parametrov)

technické prostriedky merania sú v súlade s princípmi TQC

progresívne metódy merania a spracovania informácií

Príručka riadenia kvality doporučuje:

Pouţívať informácie od svojich zákazníkov.

Navrhovať výrobky aké chcú.

Vyrábať ich lacno, bez chýb.

Poţadovať bezchybnosť od dodávateľov.

Ponúkať exelentnosť zákazníkom.

Expedovať výrobky, ktoré sa nevrátia späť.

Robiť dobré veci na prvýkrát.

4.4 Analýza technologickosti súčiastok

Pojem technologickosť konštrukcie súčiastok charakterizuje súbor vlastnosti, ktoré umoţňujú čo najjednoduchšiu, ekonomicky výhodnú výrobu. Vo výrobe sa vyskytujú súčiastky vyrobené technológiou liatia, tvárnenia, obrábania ako aj technológiami zaloţenými na fyzikálnom pôsobení. Najväčšiu početnosť aţ 80% majú súčiastky, ktoré sú vyhotovovane obrábaním. Súčiastok, ktoré sa vyrábajú kombinovaným pouţitím výrobných technológií, býva asi 20 %. Zvyšok sú súčiastky, ktoré sa pouţívajú po odliatí, resp. po tvárnení.

Technologickosť polovýrobkov vyhotovených liatím Technologickosť polovýrobkov vyhotovených liatím určujú fyzikálno-technické

procesy, ktoré vznikajú pri liatí. Pre liatie je dôleţitá schopnosť kovu tiecť pri vyšších teplotách. So zmenšovaním polomerov (resp. hrúbky stien) rýchlo klesá schopnosť tekutého kovu zapĺňať dutinu. To treba brať do úvahy pri navrhovaní liatych súčiastok. Pri malých hrúbkach stien vzniká nedokonalé zaplnenie formy.

Schopnosť tečenia kovov závisí aj od ich chemického zloţenia. Na oceľ a liatinu najviac vplýva obsah uhlíka. S väčším obsahom uhlíka tekutosť kovu vzrastá. Z ostatných prvkov tekutosť kovu: S - zhoršuje, Si - zlepšuje, Ni - (pri obsahu do 40 %) zlepšuje, Cr - zlepšuje, Al - (pri obsahu do 0,15 %) zlepšuje i niţších teplotách, pri vyšších zase zhoršuje.

Nerovnomernosť odlievaných prierezov zapríčiňuje nerovnomerné usadzovanie kovu, vznikajú lunkre, zvyškové vnútorné napätia a trhliny. Pri rýchlych zmenách priečneho tvaru vznikajú pri odlievaní miestne body (uzly) odporu, vytvárajúce


61

stojace zóny, v nich sa tekutý kov zdrţuje a zabraňuje ďalšiemu plynulému postupu. Vylúčiť alebo obmedziť zóny zdrţiavania moţno navrhovaním oblých tvarov s väčším polomerom. Technologické poţiadavky, s ktorými treba rátať pri konštrukcii odliatkov, sú :

Kov musí mať poţadované mechanické a fyzikálne vlastnosti, dobre lejacie vlastnosti a má vyhovovať podmienkam práce (lejacia schopnosť, malé usadzovanie, ...).Hrúbka stien musí byť vyhovujúca, aby kov dokonale vyplnil formu.

Treba sa vyvarovať veľkých miestnych zúţení a nahromadenín materiálu, spôsobujú vytváranie lunkrov a usadenín.

Tvar stien musí byť súmerný, s čo najväčším polomerom prechodov, aby nevznikali väčšie hydraulické odpory, ktoré zniţujú rýchlosť prúdenia.

Tvary súčiastok majú byť čo najjednoduchšie. Treba sa vyhýbať rôznym prechodom s priečnymi priehradkami, ostrým, neokrúhlym tvarom, tenkým priehradkám a pod. Zloţité, veľké súčiastky treba rozčleňovať na častí, ktoré potom moţno spojiť zváraním.

Hrúbka stien súčiastky má byť rovnaká. Podľa podmienok odvodu tepla vnútorné steny môţu byť o 25 aţ 20 % tenšie ako hrúbka vonkajších stien.

Otvory v odliatkoch odlievaných do piesku majú mať minimálny priemer 20 a 30 mm.

Na zlepšenie formovania a vyberania modelu z formy treba na model vyhotoviť úkosy.

Technologickosť polovýrobkov získaných plastickou deformáciou

Na materiále postupujúcom v tvárniacej dutine sa ochladzovaním vytvárajú na hranách prirodzené polomery. Veľkosť týchto polomerov sa pohybuje v rozpätí r = 8 aţ 10 mm. Pri zapĺňaní miest v zápustke s polomermi r = 8 aţ 10 mm sila potrebná na tvárnenie nezávisí od ich veľkostí, rýchle však vzrastá so zmenšením polomerov.

Potrebný tlak závisí od pomeru priečneho prierezu B (alebo šírky) výkovku k jeho šírke H. So zväčšovaním pomeru B/H rýchle vzrastá potrebný tlak. Pri konštrukcii výkovkov treba sa vyhnúť uvedeným pomerom. Základné poţiadavky na technologickosť pri tvárnení sú:

Vyvarovať sa ostrým prechodom v priečnych prierezoch. Dodrţať pomer plôch priečnych prierezov k dĺţke výkovku l: 3. Pri premiestňovaniach materiálu treba navrhovať plynulé prechody. Steny výkovku majú byť čo najhrubšie a ich prechody plynulé. Nedodrţiavanie uvedeného zapríčiňuje väčšie brzdenie materiálu pri jeho tečení a zväčšenie prídavku na mechanické obrábanie.

Tenké výkovky „platne― sú nevhodné.

Konštrukcia súčiastok má predurčovať deliacu rovinu. Deliaca rovina podľa moţností nemá byť lomená alebo zakrivená.

Zložité objemové výkovky sa majú členiť na menšie a tie sa potom majú spájať zváraním.

Pri tvárnení za studená materiál podlieha zloţitým napätiam. Napätia rýchle vzrastajú so zväčšovaním stupňa deformácie a pri dosiahnutí hranice pevnosti materiálu môţe sa porušiť aj materiál. Materiál tvárnený za studená sa veľmi spevňuje. V deformovanom materiále vznikajú zvyškové napätia, závislé od kryštalickej stavby materiálu. Vnútorné napätia sa môţu pri určitých podmienkach (ohrev, obrábanie, ...)


62

prejaviť tak, ţe deformujú súčiastku. V procesu tvárnenia za studená sa kladú nasledujúce poţiadavky na technologickosť:

Racionálna voľba materiálu. Materiál musí mať dobrú schopnosť tvárnenia za studená vyjadrenú: nízkou medzou tečenia, čo najmenším pomerom medzi medzou tečenia a plasticity.

Súčiastky majú byť symetrické, bez ostrých prechodov, dlhších a úzkych štrbín a otvorov.

Súčiastky vyhotovené ohýbaním, pôsobením zvyškového napätia môţu pruţiť, čo zapríčiňuje rozmerovú nepresnosť. To všetko treba zohľadniť uţ pri konštrukcii (uhly, okraje - zvyšujúce plastickosť).

Pri súčiastkach vyhotovených ťahaním treba brať do úvahy, ţe materiál pri pretváraní je v zloţitom napäťovom stave. Preto je vhodné navrhovať pre takéto práce veľmi jednoduché formy, bez zloţitých tvarových častí.

Zloţité súčiastky treba členiť na viac jednoduchších a tie potom spájať zváraním.

Pri kovaných súčiastkach má byť odpad materiálu čo najmenší.

Technologickosť zváraných a spájkovaných konštrukcií

Technologickosť zváraných konštrukcií závisí najmä od vhodného výberu mate-riálov pri konštrukcii. Pri návrhu zváraných materiálov treba rátať s vysokými miestnymi ohrevmi, ktorými sa zniţuje pevnosť a vznikajú pruţné a niekedy aj plastické deformácie v zváranej konštrukcii.

Nerovnomerný a nesymetrický ohrev, nestacionárnosť termického cyklu pri zváraní často zapríčiňuje deformácie a šúverenia. Na zníţenie (obmedzenie) deformácie sa pouţívajú technologické opatrenia, ako je ohrev pod zváraciu teplotu, druhotné natavenie, ukladanie zvarových húseníc v určitom poradí a iné. Všeobecné poţiadavky na technologickosť zváraných konštrukcií sú :

pri výbere materiálu súčiastok treba zváţiť ich zvariteľnosť,

unifikácia druhov materiálov pouţívaných pre zvárané konštrukcie,

zloţité zvárané uzly s viacerými zvarmi treba deliť na časti, umoţňujúce nezávislé zváranie. Takýto postup zaručuje minimálne deformácie a zniţovanie prácností zvárania,

zvarové húsenice treba umiestňovať priamo, kruhovité alebo iným symetric-kým spôsobom,

vyvarovať sa pretínaniu zvarových húseníc a ich blízkej vzájomnej polohe,

racionálny výber typu (tvaru) spojov a metódy zvárania. Pritom treba mať na zreteli:

- technologickosť pouţitia kontaktného stykového zvaru metódou natavenia,

- vyvarovanie sa zváraniu súčiastok rôznych hrúbok, - pri zváraní tenkých plechov pouţívať bodové alebo švové zváranie, - na zabezpečenie hermetickosti odporúča sa pouţiť švové zváranie, - bodové zváranie nie je vhodné pouţiť v uzloch umoţňujúcich iba

jednostranný zvar. Pevnosť spájkovaného spojenia určuje kvalita spájkovej húsenice, ktorá v podstate

závisí od konštrukcie uzla, materiálu spájkovaných súčiastok, výberu spoja a metódy spájkovania. Pri spájkovaní prebieha vzájomné rozpúšťanie a difúzia základného kovu a roztavenej spájky. Pre dokonalé spojenie je nevyhnutné, aby spájka dobre


63

zmáčala a roztierala sa po povrchu spájkovaných súčiastok. Zmáčanie je prvým štádiom molekulového spolupôsobenia sa tekutej spájky s povrchovou vrstvou spájaných materiálov.

Technologickosť súčiastok z hľadiska obrábania

Vylepšovanie technologickostí konštrukcií obrábaných súčiastok moţno zhrnúť do týchto poţiadaviek :

racionálna voľba tolerancií,

voľba materiálu súčiastky, aby pri splnení funkčných poţiadaviek mal čo najlepšiu obrábateľnosť,

voľba racionálnej drsnosti obrábaných súčiastok,

voľba správneho tvaru obrábaných súčiastok,

zachovanie zásad technologickej dedičnosti a príbuznosti súčiastok na zvýše-nie opakovateľnosti výroby.

Správna voľba tolerancií je podmienkou technologickosti konštrukcií. Treba sa vyhnúť dvom extrémom, a to: veľmi presným toleranciám a nestanoveniu tolerancií pre niektoré súčiastky. Takýto postup potom spôsobuje zdraţovanie obrábania, resp. zväčšovanie objemu prispôsobovacích prác a predĺţenie výrobného cyklu. Navrhované tolerancie majú vyhovovať týmto poţiadavkám :

majú navzájom súhlasiť a zabezpečiť konečnú presnosť väzby súčiastok, komplexov a uzlov stroja,

majú zodpovedať zvolenej technológii výroby. Na zvýšenie technologickosti treba zvoliť ľahko obrábateľné materiály. Tým sa

zníţia náklady na obrábanie. Pri plnení poţiadavky dobrej obrábatelnosti treba sa zamerať na: voľbu druhu materiálu (chemické zloţenie a fyzikálno-mechanické vlastnosti) a na jeho tepelné spracovanie. Pouţívané materiály sú zatriedené do tried obrábateľnosti. Čím vyššia je trieda obrábateľnosti, tým je obrábateľnosť lepšia. Súčasne s voľbou materiálu sa volí tepelné spracovanie. Pritom treba brať zreteľ nielen na poţadované mechanické vlastnosti navrhovaného výrobku, ale aj na poţiadavku dobrej obrábateľnosti.

Náklady na obrábanie ovplyvňuje drsnosť obrobeného povrchu. Drsnosť povrchu strojových súčiastok ovplyvňuje opotrebovanie súčiastok, trenie dvoch obrobených súčiastok, únavovú pevnosť, odolnosť voči korózii, tolerancie.

Zabezpečenie technologickosti súčiastky z tohto hľadiska vyţaduje docieliť optimálnu drsnosť uţ pri obrábaní.

Drsnosť povrchu ovplyvňuje aj odolnosť voči korózii. Hrubo obrobený povrch je voči korózii menej odolný v dôsledku usadzovania sa plynov, pár a kvapalných zvyškov tekutín na dne priehlbín hrubo obrobeného povrchu a zväčšením celkovej plochy styku s okolím.

Akceptovanie spomínaných poţiadaviek často mechanicky zniţuje drsnosť povr-chu. So zniţovaním drsnosti sa však spája zvyšovanie nákladov na obrábanie. Za technologickú potom sa povaţuje taká drsnosť, ktorá je optimálnym riešením uvádzaných protikladných poţiadaviek. Konštruktér pri voľbe drsnosti musí poznať a brať do úvahy faktory, ktoré sú rozhodujúce z ich optimálneho pôsobenia pri funkcii súčiastok.


64

Na tvar súčiastok sa kladú nasledujúce technologické poţiadavky:

Moţnosť obrábať všetky povrchy spojené navzájom podmienkami súosovosti, paralelnosti a pod. na jedno upnutie. Potrebnú kvalitu takto moţno získať jednoduchšími prostriedkami.

Zmenšiť rozmery obrábaných plôch. Zníţi sa prácnosť obrábania, spotreba nástrojov, kovov a pod. Namiesto veľkých oporných plôch pouţiť radšej oporné plôšky a pod.

Zabezpečiť ľahký prístup rezného a meracieho nástroja k obrábaným plochám. Skrátia sa tým vedľajšie a strojové časy, pouţijú sa beţné nástroje a meradlá.

Tvar a umiestnenie obrábaných plôch majú byť také, aby sa dal pouţiť najproduktívnejší výrobný postup. Tým sa zníţi prácnosť obrábania a zjednodušia sa prípravky a náradie.

Technologickosť súčiastky ako celku v značnej miere závisí od technologickosti jednotlivých prvkov (obrábaných plôch) jej konštrukcie, to znamená od toho, ako tieto odpovedajú poţiadavkám vysokoproduktívneho a lacného obrábania pri zadaných parametroch výroby (sériovosť, výrobné dávky).

Manipulovatelnosť strojových súčiastok

S nástupom automatizácie výroby, najmä so zavádzaním priemyselných robotov, je stále dôleţitejšia automatizovaná manipulácia so súčiastkami. Z hľadiska vhodnosti súčiastok na automatizovanú manipuláciu kladú sa na súčiastky poţiadavky:

musia mať dostatočnú pevnosť v mieste uchopenia,

musia mať v mieste uchopenia jednoduchý, symetrický tvar,

miesto uchopenia zvoliť tak, aby sa nepoškodil obrobený povrch,

miesto uchopenia zvoliť čo najbliţšie k ťaţisku súčiastky,

plocha na uchopenie má zabezpečovať jednoznačnosť polohy objektu v priestore,

tvar súčiastky má umoţňovať jej jednoduchú orientáciu v zásobníkoch. Na manipuláciu priemyselným robotom sú najvhodnejšie valcové povrchy a rovinné

rovnobeţné plochy. Menej vhodné sú tvarové plochy. Povrch súčiastky musí byť bez veľkých ostrapkov, hrubých nečistôt (smola a pod.), s dostatočne tuhými povlakmi a nátermi.

Jedným z východiskových princípov posudzovania a klasifikácie súčiastok z hľadiska vhodnosti na automatizovanú manipuláciu je tzv. neusporiadanosť súčiastok, ktorá vyjadruje ťaţkosť pri polohovej orientácii. Stupeň neusporiadanosti závisí od počtu moţných polôh, ktoré súčiastka môţe zaujať vo výrobnom procese. Neusporiadanosť sa v pravouhlom súradnicovom systéme udáva počtom hodnôt súradníc a uhlov potrebných na určenie polohy určitej osi.

Stupeň neusporiadanosti zodpovedá vyţadovaným opatreniam na orientáciu súčiastky, aby sa uloţila do ţiadanej polohy. Veľký význam majú tzv. prirodzené polohy súčiastky. Je to poloha, ktorú súčiastka zaujme stabilne na základe svojej geometrie a polohy ťaţiska, ak na ňu pôsobí konštantná sila. Potom pravdepodob-nosť prirodzenej orientácie sa stanovuje ako pomer priaznivého počtu polôh súčiastky k moţným polohám súčiastky.


65

Technologickosť konštrukcií pri montáži

Technologickosť montáţe výrobkov závisí od ich funkčného určenia, od výcho-diskových parametrov a tolerancií a od konštrukčne - kinematickej štruktúry výrobku. Zabezpečenie technologickosti montáže v podstate určujú základné podmienky, ktoré sú dané konštrukčnou schémou:

Členenie výrobku na jednotlivé uzly, ktoré dovoľujú ich nezávislú montáţ, kontrolu a skúšky.

Zabezpečenie vymeniteľnosti a vzájomnej vymeniteľnosti jednotlivých prvkov bez lícovania.

Zabezpečenie jednoduchosti montáţe a prístupnosti montáţnych miest. Členenie výrobku umoţňuje vyuţívať princíp uzlovej montáže, ktorý značne

skracuje celkový cyklus montáţe aj pri zachovaní pôvodnej prácnosti. Zdokonaľuj sa organizácia montáţnych prác a zvyšuje sa kvalita montáţe.

Všeobecné zásady zvyšovania technologickosti z hľadiska montáţe sú:

čo najviac zníţiť počet súčiastok a montáţnych uzlov,

pouţívať čo najväčší počet normalizovaných, typizovaných a unifikovaných súčiastok a celkov,

nezávislosť montáţe, čiţe moţnosť aplikovať súbeţnú montáţ,

zníţiť (obmedziť) prácnosť montáţe a spotrebu materiálu,

obmedziť podiel pomocných montáţnych prác (dolícovanie a pod.),

konštrukčným riešením zabezpečiť dobrú prístupnosť na vykonanie montáţnych úkonov,

účelne rozčleniť montáţ na operácie z hľadiska montáţnych celkov,

zabezpečiť vzájomnú vymeniteľnosť montáţnych celkov - stavebnicovej konštrukčného riešenia,

zjednodušiť konštrukciu a zníţiť počet vyšších kinematických dvojíc,

zvoliť optimálne tolerančné vzťahy, rozmerové obvody ako aj drsnosti povrchu,

zjednodušiť montáţne spoje (pouţívať moderné spojovacie elementy a zvoliť radšej menej uzlov s väčšou pevnosťou),

vhodnými konštrukčnými opatreniami vylúčiť moţnosť zámeny a súčasne uľahčiť vzájomnú orientáciu dielcov a spojovacieho elementu.

Komplexné hodnotenie technologickostí konštrukcie výrobkov

Analýza technologickostí sa vykonáva pre rôzne účely. Ide najmä o porovnávacie vyhodnotenie jednotlivých variantov konštrukcie pri projektovaní výrobku a stanovenie úrovne technologickosti konečného riešenia. Dôleţité je aj zhromaţ-ďovanie štatistických údajov v celom ţivotnom cykle výrobku s cieľom zdokonaľo-vania konštrukcie.

Tieto účely môţe splniť len kvantitatívne hodnotenie technologickostí na základe súboru ukazovateľov. Výber ukazovateľov technologickostí závisí od konkrétnych výrobkov a podmienok ich výroby a môţe sa meniť v závislosti od rozsahu získavaných informácií.


66

4.5 Rozbory súčiastkovej základne

Dôleţitou časťou analýzy produkcie je rozbor súčiastkovej základne a určenie predstaviteľov súčiastok. Výsledky rozboru súčiastkovej základne sú základným vstupom na projektovanie operácií, výberu výrobných zariadení, určenie štruktúry výrobných pracovísk a ďalšie projektové činnosti. Existuje rad metodík analýzy súčiastkovej základne. Ich všeobecnú metodickú bázu tvorí:

Systém opisu konštrukčných, technologických a ekonomicko-výrobných údajov.

Systém zberu a techniky spracovania údajov.

Systém pouţitia spracovaných údajov. K najdôleţitejším konštrukčným údajom, ktoré sa analyzujú pri rozboroch

súčiastkovej základne patria: geometrický tvar, rozmery, hmotnosť, materiál, polovýrobok. Na záznam týchto údajov sa vyuţívajú rôzne druhy triednikov.

Z technologických údajov sa pri rozboroch súčiastkovej základne najčastejšie analyzujú druhy technologických operácií a ich prácnosť. Z ekonomicko-výrobných údajov kľúčové postavenie majú veľkosti výrobných dávok a ročný objem výroby.Pri špecifických projektových úlohách môţu prioritu nadobudnúť aj také ukazovatele ako je vhodnosť na spracovanie na automatických strojoch, manipulovateľnosť a pod.

Vstupnými podkladmi rozboru súčiastkovej základne sú:

kusovníky,

výkresy súčiastok,

výrobné postupy,

plánovacia dokumentácia,

triedniky a kódovacie pravidlá. Výhodou klasifikačných kódovacích systémov je ich jednoduchosť, nevýhodou

ťaţkosť spätne reprodukovať zakódované údaje. Túto nevýhodu odstraňujú absolútne kódovacie systémy, kde kaţdý kódovací údaj moţno spätne reprodukovať. Ich nedostatkom je vysoká prácnosť kódovania. Kombináciou uvedených základných spôsobov vzniká združené kódovanie.

Vhodnosť a hospodárnosť pouţitých technických prostriedkov závisí od rozsahu a zloţitostí analyzovanej súčiastkovej základne. Ručné spracovanie prichádza do úvahy pri menej rozsiahlych súboroch súčiastok a pri spracovaní výberových súborov štatisticko-pravdepodobnostnými metódami.

Pri rozsiahlejších súboroch treba spracovanie robiť počítačmi. Algoritmy spracovania sú deterministické alebo štatisticko-pravdepodobnostné. Uprednostňujú sa štatistické metódy, ktoré pri rovnakej prácnosti dovoľujú rozšíriť počet pozorovaných znakov. Rozsah výberového súboru sa odvodzuje od charakteristiky rozdelenia početnosti skúmaných znakov a od poţadovanej presnosti rozboru.

Výsledky rozboru súčiastkovej základne moţno rozdeliť do niekoľkých skupín.

Prvú skupinu tvoria údaje o výskyte a charaktere rozdelenia súčiastok. podľa jednotlivých parametrov.. Tieto údaje umoţňujú vyhodnocovať relácie medzi výrob-ným programom a štruktúrou výrobných fondov.

Druhú skupinu tvoria bilančné údaje. Rozborom súčiastkovej základne moţno určiť celkovú prácnosť:


67

pre jednotlivé operácie,

pre súčiastky,

pre výrobné pracoviská,

pre výrobnú jednotku (závod, podnik). Ak do vstupných údajov sú zavedené časové ročné fondy pracovníkov a pracovísk,

moţno určiť aj teoretický počet pracovníkov. Významným výsledkom je aj materiálová bilancia najmä z hľadiska zabezpečenia úspor materiálov.

Tretou skupinou sú údaje na stanovenie predstaviteľov súčiastkovej základne, ako východiskovej bázy pre špecializáciu výroby, zavádzanie typovej a skupinovej technológie s vyšším stupňom optimálnosti a automatizácie.

Celkový postup pri analýze súčiastkovej základne je na obr.4.10 .

Obr. 4.10 Postup pri analýze súčiastkovej základne


68

6. POLOVÝROBKY V STROJÁRSKEJ VÝROBE

Dôleţitou etapou projektovania technológie strojárskej výroby je výber polovýrobkov. Druh a spôsob výroby polovýrobku významne ovplyvňuje ďalšie nadväzujúce etapy výroby, najmä pri výrobe zloţitých súčiastok vo veľkosériovej a hromadnej výrobe. Všestranná analýza polovýrobkov spojená s ekonomickými prepočtami je nevyhnutnou podmienkou racionálnej výroby. Voľba racionálneho polovýrobku je záleţitosťou spolupráce konštruktéra a technológa. Technológ má preto poznať špecifické vlastnosti jednotlivých polovýrobkov, spôsob a ekonomiku ich výroby, vývojové tendencie v oblastí ich zdokonaľovania a nadväznosti na ich ďalšie technologické spracovanie.

Základné druhý polovýrobkov a ich triedenie Súčasná technológia strojárskej výroby sa orientuje na nasledujúce základné

druhy polovýrobkov:

1. tyčové materiály rôzneho profilu vyrobené v hutách. Vyrábajú sa s voľnými toleranciami alebo sú kalibrované. Pouţívajú sa bez akýchkoľvek úprav;

2. delený tyčový materiál, delený na potrebnú dĺţku, v mnohých prípadoch tyče majú opracované čelá a strediace otvory;

3. polovýrobky kované alebo lisované objemovým spôsobom; 4. odliatky vyhotovené do pieskových alebo kovových foriem alebo vyhotovené

rozličnými spôsobmi presného liatia; 5. zvarky z plechu alebo v kombinácii s odliatymi polovýrobkami; 6. kombinované výkovky a zvarky; 7. lisované polovýrobky z plastov.

V praxi sa najviac pouţívajú polovýrobky z valcovaného materiálu a polovýrobky tvarované. Odliatky majú svoje odôvodnenie najmä vo výrobách so špeciálnymi poţiadavkami na vlastnosti výrobku (tlmenie kmitov, vysoká tuhosť) a pri zloţitých tvaroch súčiastok vyrábaných vo veľkých sériách. Zvarky sa pouţívajú v kusových a malosériových výrobách.

Polovýrobky tyčové z valcovaného materiálu sa veľmi uplatňujú vo výrobách všetkých druhov. Pri ich pouţití sa vychádza z tvarov profilov, rozmerových rádov a tolerancií tyčí dodávaných hutníckymi závodmi.

Polovýrobky vyhotovené kovaním pouţívajú sa na tvarové zloţitejšie a vysoko namáhané súčiastky. Podľa spôsobu výroby sa výkovky rozdeľujú na voľné a zápustkové. Norma klasifikuje výkovky podlá zloţitosti do tried. Voľné výkovky sa rozdeľujú do siedmich tried:

1. neosadené výkovky (napr. nedierované kotúče), 2. jednostranne osadené výkovky (hriadele, pastorky, príruby a pod.), 3. obojstranne osadené výkovky (hriadele, valce, pastorky, príruby, náboje a pod.), 4. dierované výkovky (puzdra, ozubené vence, ozubené kolesá, objímky a pod.), 5. výkovky s vybraním (hriadele), 6. tvarové výkovky (konzoly, ťahadlá a pod.), 7. tvarové ohýbané výkovky (konzoly, objímky, vahadla a pod.).


69

Zápustkové výkovky sa klasifikujú do 9 tried, na základe charakteristického tvaru výkovku (podľa obrysu v deliacej rovine výkovku, členitosti výkovku a rozmerových vzťahov) nasledujúco :

1. rotačné výkovky 2. rotačné a súmerné výkovky H>D, 3. nesúmerné výkovky H>L, 4. súmerné výkovky pozdĺţne L>B, L =max 10 B, 5. nesúmerné výkovky pozdĺţne L>B, L = max 10 B, 6. výkovky s nabíjanou hlavou, 7. výkovky osobitne zloţité, 8. výkovky kované v uzavretých zápustkách, 9. výkovky kované na horizontálnych kovacích strojoch.

Polovýrobky vyrábané lisovaním sa triedia podlá pouţitej technológie lisovania a tvaru geometrických prvkov výlisku. Väčšinu lisovaných súčiastok vytvárajú :

rôzne priamky ohraničujúce vonkajší tvar,

zaoblenia uhlov a polomery,

rôzne umiestené priamkové a kruhové otvory,

ohyby. Triedenie lisovaných súčiastok, okrem uvedenej charakteristiky lisovania, berie do

úvahy maximálne rozmery súčiastky, druh pouţitého materiálu, východiskový polovýrobok a charakteristiku nástroja.

Triedenie polovýrobkov vyrábaných liatím sa zakladá na charakteristikách odliatkov a spôsobe ich výroby. podľa tvaru sa odliatky delia na:

odliatky bez dutín jednoduché

odliatky bez dutín členité

odliatky duté jednoduché,

odliatky duté členité,

odliatky duté skriňovité. V ďalšom sa jednotlivé druhy odliatkov rozdeľujú na 10 tvarových tried a kaţdá

trieda na 10 skupín. Ďalším triediacim znakom je hmotnosť odliatku. Triednik má 10 tried pre rozsah hmotností 0,5 aţ 60 000 kg.

Uvedený triednik dostatočne nevystihuje všetky potrebné technologické hradiská. Vyţadoval by doplnenie o klasifikáciu: druhu technológie, materiálu, charakteristík deliacej roviny formy, systému vyhadzovacieho mechanizmu, umiestnenia odliatku vo forme, rozmerov odliatku a druhu vtokovej sústavy.

Ako príklad čiastočného zohľadnenia takejto technologickej klasifikácie moţno uviesť triedy odliatkov vyhotovených liatím pod tlakom:

1. formy s deliacou rovinou na čele odliatku. Odliatky sú v nepohyblivej poloforme, zhadzujú sa platňou a majú stredovú vtokovú sústavu;

2. ako prvá skupina, avšak vtoková sústava je zboku; 3. formy s deliacou rovinou na čele alebo v jednom priereze odliatku, odliatky sú v

pohyblivej poloforme alebo v obidvoch poloformách. Zhadzujú sa zhadzovačom a majú stredovú vtokovú sústavu;

4. ako tretia skupina, ale vtoková sústava je zboku; 5. odliatky sú v obidvoch poloformách a majú jedno alebo dve bočné jadrá v

deliacej rovine formy.


70

Hlavné ukazovatele a zásady pri výbere polovýrobku Je mnoho ukazovateľov, podľa ktorých sa vyberá druh polovýrobku, resp. spôsob

ich výroby. Najdôleţitejšie ukazovatele sú:

funkcie súčiastky, materiál, technické podmienky,

veľkosť výrobných sérií,

typ a konštrukcia súčiastky,

rozmery súčiastky a výrobného zariadenia,

poţadovaná akosť polovýrobku a jej skutočné charakteristiky,

ekonomická výhodnosť spôsobu výroby polovýrobku. Medzi všetkými týmito ukazovateľmi existuje tesná spojitosť. Nemoţno napríklad

zvoliť spôsob výroby polovýrobku iba podlá konštrukčnej zloţitosti, bez ohľadu na rozmery.

Pri výbere polovýrobku treba všetky hlavné ukazovatele uvaţovať súbeţne. V mnohých prípadoch je moţné vybrať spôsob výroby polovýrobku iba na základe ekonomických prepočtov.

Pri prvej orientácii výberu polovýrobku, resp. spôsobu jeho výroby moţno vychádzať z charakteristík polovýrobku podlá jednotlivých technológií výroby.

Pri výbere materiálu na polovýrobok je dôleţitá funkcia súčiastky, vyjadrená podmienkami jej zaťaţenia, opotrebovania, tepelných a napäťových stavov a pod. Funkcia súčiastky v špeciálnych prípadoch určuje uţ aj druh polovýrobku, najmä ak súčiastky vyţadujú niektoré ďalšie podmienky (neporušenosť vlákien, spevnenie povrchu a pod.). V ostatných prípadoch funkcia súčiastky neobmedzuje výber spôsobu výroby polovýrobku.

Objem výroby je hlavným ukazovateľom výberu spôsobu výroby polovýrobku v spojitosti s nákladmi na výrobu súčiastky. Ide o zváţenie závislosti spotreby materiálu, nákladov na výrobu polovýrobku a nákladov na výrobné zariadenia k nákladom na ďalšie technologické spracovanie. Spravidla produktívnejší a presnejší spôsob výroby polovýrobku vyţaduje zloţitejšie výrobné zariadenie, ktoré je rentabilné iba pri vyšších výrobných sériách.

Tvar a rozmery súčiastky sú takisto obmedzujúcimi faktormi výberu variantov polovýrobku. Osobitne tvarové zloţité a rozmerné súčiastky majú obmedzené moţnosti spôsobu výroby polovýrobku (liatie do pieskových foriem a pod.).

Akosť polovýrobku, najmä presnosť a drsnosť pri zvýšených poţiadavkách, vyţaduje presný spôsob výroby polovýrobku.

Postup výberu polovýrobku a spôsobu jeho výroby moţno rozdeliť na dve časti. Výber predovšetkým závisí od funkcie súčiastky, od objemu výroby, od rozmerov, od tvarov a akostných parametrov súčiastky. Tieto znaky spolu so všeobecnými tendenciami vývoja technológie kovania, liatia, lisovania obmedzujú moţný počet variantov polovýrobku. V tejto etape sa predbeţne určí spôsob výroby polovýrobkov, druh výrobného zariadenia (typ, rozmer, náradie, modely, zápustky a pod.) a vyhodnotí sa prácnosť. Čím skúsenejší je technológ a konštruktér, tým lepšie uváţi jednotlivé znaky technológie, a tým sa skôr eliminujú menej výhodné varianty z ekonomických výpočtov.

V druhej etape výberu polovýrobku sa vykonávajú úplné prepočty nákladov na jeho výrobu, pretoţe ukazovatele prvej etapy, ako prácnosť a spotreba necharakterizujú úplne efektívnosť zvolenej technológie. Výsledkom z analýzy je polovýrobok, ktorý


71

spĺna zadané technicko-technologické pri minimálnych nákladoch na výrobu.

Rámcová schéma výberu polovýrobku je na obr. 5. l.

Technicko-ekonomická analýza sa vykoná na porovnávanie výhodnosti i jednotlivými technológiami výroby polovýrobkov. Najčastejšie príklady racionalizácie a zvýšenia ekonomickej efektívnosti výroby polovýrobku sú v rámci toho istého technologického procesu.

Obr. 5.1. Metodický postup pri výbere polovýrobku

Ekonomika polovýrobkov

Náklady na materiál dosahujú aţ 70 % ceny súčiastky (straty kovu opálom pri tvárnení a prídavok na opracovanie predstavujú asi 45 % hmotnosti súčiastky). Zníţením týchto strát vhodným výberom polovýrobkov sa zniţuje cena výrobku o hodnotu, ktorá prevyšuje často mzdové náklady na výrobok. Technickú úroveň technologického postupu výroby súčiastok alebo výrobkov z hľadiska spotreby materiálu moţno vyjadriť koeficientom využitia materiálu kvm:

Kvm=Ms /Mm

kde: Ms - hmotnosť vyrobenej súčiastky (kg), Mm - hmotnosť východiskového materiálu (kg).

Na obr.5.2 je zovšeobecnený vzťah medzi koeficientom vyuţitia materiálu

(kvm) s nákladmi na materiál (Nm). Tento vzťah ukazuje, ţe zvyšovaním stupňa vyuţitia materiálu nad určité hranice sa získajú iba malé úspory.

Jedným z ukazovateľov technickej úrovne polovýrobkov je stupeň priblíţenia tvaru a rozmerov polovýrobku tvaru a rozmerom hotovej súčiastky a moţno ho vyhodnotiť rozmerovým koeficientom kr:


72

Kr =Rp /Rs

Kde: Rp - rozmery polovýrobku, Rs - rozmery súčiastky.

Technický pokrok výroby polovýrobkov súvisí predovšetkým so zvýšením presnosti ich výroby. To svedčí o nevyhnutnosti širšie vyuţívať a zdokonaľovať kovanie v zápustkách s pouţitím rýchleho bezoxidačného ohrevu, rotačné kovanie, valcovanie, lisovanie za studená, liatie do kovových foriem, liatie pod tlakom, liatie metódou vytaviteľného modelu a pod.

Faktor, ktorý rozhodujúco vplýva na porovnateľnú ekonomickú výhodnosť popri konštrukcii súčiastky, je sériovosť výroby. Ako príklad na obr. 5.3 je porovnanie nákladov na jeden polovýrobok (odliatok - zvarok) v závislosti od veľkosti série.

Obr.5.2 Závislosť nákladov na materiál Obr. 5.3 Vyhodnocovanie dvoch polovýrobkov od vyuţitia materiálu

Veľmi výkonné a presné metódy vyhotovenia liatych a kovaných polovýrobkov podstatne zvyšujú koeficient vyuţitia kovu a podľa toho zniţujú vlastné náklady. Výber spôsobu výroby polovýrobkov značne ovplyvňuje výrobnosť ďalšieho technologického spracovania. Od toho akým spôsobom je vyrobený polovýrobok, značne závisí celková organizácia a technológia. Správne zvolená technológia v značnej miere zniţuje objem technologického spracovania, najmä zníţením počtu záberov na odobratie ‚ prídavku.

Pri výbere spôsobu výroby polovýrobkov treba brať zreteľ na prácnosť a kvalitu opracovania, ako aj na cenu kovových materiálov. Výpočet sa vykoná porovnávaním variantov výroby. Náklady na výrobu polovýrobkov (Np) na porovnávanie ich rôznych variantov moţno určiť podľa vzorca:

Np = Mm.q + to.Mj (1 + Nr /100) + Nn

Kde: Mm - normovaná spotreba materiálu na polovýrobok (kg), Q - cena l kg materiálu (Sk), to - operačný čas, Mj - mzdy jednicových pracovníkov,

Nr - reţijné náklady, Nn - náklady na nástroje

S ohľadom na to, ţe pri rôznych spôsoboch výroby polovýrobkov náklady významne závisia od objemu výroby, pouţíva sa aj zjednodušený vzťah:


73

Np = A .Q + B

A - sú náklady závislé od objemu vyrobených polovýrobkov, B - náklady nezávislé od objemu vyrobených polovýrobkov, Q - objem produkcie.

Kritickú produkciu polovýrobku (Qk), ktorej náklady dvoch porovnávaných variantov budú rovnaké, určuje vzťah:

Qk = B2 – B1 / A1 – A2 (ks/rok) indexy l a 2 označujú prvý a druhý porovnávaný variant.

Uvedený postup výpočtu moţno rozšíriť na ľubovolný počet porovnávaných variantov a týmto spôsobom určiť optimálne intervaly objemu vyrábaných polovýrobkov pre jednotlivé spôsoby výroby.

Výroba polovýrobkov technológiami liatia

Základom zdokonaľovania lejárskych procesov je zlepšovanie a stabilizácia vlastnosti lejárskych zliatin. Na dosiahnutie vyhovujúceho stavu vnútorných napätí v odliatkoch vyţaduje sa zdokonalenie zliatin z hľadiska kompenzácie náhodných preťaţení. Dostatočná statická a dynamická húţevnatosť sivých liatin sa dosiahne prechodom od ich beţného zloţenia k štruktúre so zníţeným obsahom síry a fosforu a ich väzieb s obsahom uhlíka, kremíka a mangánu. Osobitne škodlivý je kremík, ktorý spôsobuje krehkosť a vysokú anizotropiu zliatin. Zníţenie kremíka uţ v obsahu vsádzok do vysokých pecí, zvyšuje plastickosť a vrubovú húţevnatosť zliatin. V nových štruktúrach sa konštrukčné a fyzikálne vlastnosti zliatiny zlepšujú uhlíkovými modifikátormi a prísadami stopových prvkov. Metalurgické procesy tavenia takýchto zliatin si vyţadujú zvýšené prehriatie.

Základné mnoţstvo odliatkov sa vyrába liatím do pieskových foriem. Presnosť týchto odliatkov sa značne zvyšuje strojovým formovaním. Preto mechanizácia lejárni je jednou zo základných úloh.Mechanizáciu treba spájať s prechodom na progresívnejšie formy liatia. Pri riešení týchto otázok, najmä z hľadiska ekonomickej efektívnosti, veľké moţnosti poskytuje štandardizácia a skupinová technológia. Poţaduje sa väčšia špecializácia lejárni a rentabilné vybavovanie veľmi výkonným technologickým a transportným zariadením.

V súčasnosti je dôleţité zvyšovanie kvality odliatkov a zniţovanie počtu nepodarkov. Nepodarkovosť by nemala prevyšovať 2 aţ 3 %. Prácnosť v lejárňach sa pribliţne rozdeľuje na:

prípravu tekutého kovu 10 %,

výrobu formy 60 %,

čistenie odliatku 30%.

Rezervy na zvýšenie produktivity práce sú v správnej voľbe spôsobu vyhotovenia lejárskej formy a v jej kvalite. Pri konštruovaní odliatkov treba brať zreteľ na strojovú výrobu foriem a jadier. Treba zabezpečovať aj unifikáciu modelov a rýchle prestavovanie formovacích a jadrovacích strojov. Zvyšovanie produktivity práce v lejárňach si vyţaduje komplexnú mechanizáciu dopravy.


74

Pri výrobe v pieskových formách (vyrába sa vyše 90 % odliatkov) moţno zvýšiť produktivitu práce správnym výberom druhu formy (surové, suché, podsušené a chemicky stvrdené) ako aj mechanizáciou formovania.

Mechanizácia výroby pieskových foriem je základným smerom zníţenia prácnosti v lejárňach. Mechanizácia výroby jadier sa začína od výberu racionálnych zmesí.

Na formovanie jadier sa odporúča pri hmotnosti do 100 kg pouţívať pieskové fúkacie a pieskové nastreľovacie stroje, na stredné jadrá 100 aţ 500 kg striasacie stroje a na veľké jadrá nad 500 kg pieskomety.

Zniţovanie prácnosti pri čistení odliatkov je dôsledkom mechanizácie formovania, pretoţe strojovo vyrábané formy zaručujú dobrú kvalitu povrchu odliatkov. Na odstraňovanie jadier je najproduktívnejší hydraulický spôsob. Ručné osekávame treba nahrádzať brúsiacimi automatmi a poloautomatmi.

Progresívnym spôsobom riešenia ťaţkostí, ktoré vznikajú pri zhotovovaní pies-kových foriem, je liatie do kokíl. Uplatňuje sa najmä v leteckom priemysle, pri výrobe automobilov a traktorov, pri stavbe dopravných a poľnohospodárskych strojov a pri výrobe prístrojov.

Veľká rozmanitosť pri liatí do kovových foriem sa vyskytuje nielen pri pouţití výrobkov ale aj pri pouţívaných zliatinách. Predovšetkým sa pouţívajú hliníkové zliatiny, najmä v leteckom a automobilovom priemysle. V leteckom priemysle sa do kokíl lejú súčiastky z horčíkových zliatin a zo zliatin medi. Odliatky zo sivej a temperovanej liatiny sa lejú do kokíl v automobilovom priemysle, vo všeobecnom strojárstve a pri výrobe predmetov dennej spotreby. Oceľové odliatky sa lejú do kokíl napríklad pri výrobe turbín.

Pri liatí ocele a liatiny pouţíva sa tzv. polokokilové liatie (kovová forma a pieskové jadrá). Pri odlievaní hliníkových a horčíkových zliatin sú formy a aj jadrá kovové.

Kokilové liatie zabezpečuje vysokú kvalitu získaných polovýrobkov. Kovové formy pri dostatočnej starostlivosti zachovávajú svoje rozmery po dlhý čas, tým sa zaručuje konštantnosť rozmerov polovýrobkov. Týmto spôsobom moţno získať hutné odliatky so stálymi mechanickými vlastnosťami, pretoţe lepšie vypínajú formy kovom a tuhnú vo forme. Súčasne sa dosiahne pravidelná kryštalizácia zliatiny a zmenšenie pórovitosti. Povrch odliatkov liatych do kovových foriem je oveľa lepší ako pri odliatkoch odliatych do pieskových foriem.

Úspory, dosiahnuté pri výrobe polovýrobkov liatím do kokíl, moţno zhrnúť do týchto bodov:

Zmenšenie pôdorysnej plochy lejárne a zjednodušenie jej zariadenia. Odpa-dajú plochy a zariadenia na úpravu a spracovanie formovacieho materiálu a na vytĺkanie odliatkov z foriem a ich čistenie.

Zníţenie spotreby materiálu.

Zníţenie prácnosti výroby odliatkov.

Zmenšia sa prídavky na obrábanie vysokou presnosťou tvaru a rozmerov. Výroba kovovej formy je 2- aţ 5-krát drahšia ako formovanie pomocou dreveného

modelu a 1,5- aţ 3-krát drahšia ako formovanie pomocou kovového modelu.

Kovová forma sa zvolí vtedy, ak výroba polovýrobkov je veľkosériová alebo hromadná. Ekonomicky je efektívne pouţívať kovové formy vtedy, ak má séria 300 aţ 400 kusov pri liatí do malých jednoduchých foriem, 3 000 aţ 5 000 kusov pri


75

odlievaní do stredne zloţitých foriem a 8 000 aţ 10 000 kusov pri liatí do zloţitých foriem.

Liatie pod tlakom sa pouţíva v hromadnej výrobe na výrobu tenkostenných odliatkov zo zliatin neţelezných kovov. Je to vlastne špeciálny spôsob liatia do kokíl vhodný najmä pre tvarovo zloţitejšie súčiastky. Čas tuhnutia kovu pri liatí pod tlakom je veľmi krátky (sekundy, resp. časti sekundy), a preto plyny a škodlivé prímesi nemajú čas vyplávať z kovu. Na zliatiny, ktoré sa lejú pod tlakom, kladú sa preto veľké poţiadavky z hľadiska spôsobilosti rozpúšťať plyny a trosku. V súčasnosti sa na liatie pod tlakom pouţívajú najmä zliatiny zinku, hliníka, horčíka, ako aj cínu a olovnaté zliatiny.

Polovýrobky odliate pod tlakom sú tak presné, ţe mechanické obrábanie často nie je potrebné. Súčiastky môţu byť odliate s malými otvormi (od l mm) s hotovým závitom. Mechanické vlastnosti sú výborné, odliatky sú akostné a husté, povrch majú hladký.

Liatie pod tlakom je všeobecne hospodárne v hromadnej a vefkosériovej výrobe. Prax však dokazuje, ţe liatie pod tlakom môţe byť rentabilné aj pri malosériovej výrobe. V tomto prípade treba stanoviť hospodárnosť výpočtom rentabilnosti. V niektorých prípadoch je rentabilné pouţiť liatie pod tlakom uţ pri l 000 odliatkoch.

K presnému liatiu patrí aj liatie do škrupinových foriem. Škrupinové formy na bakelitovom základe sa pouţívajú na odliatky s hrúbkou stien 5 aţ 10 mm a na základe tekutého skla s hrúbkou stien 25 aţ 160 mm. Náklady na odliatky vyhotovené do škrupinových foriem sú spravidla vyššie ako na odliatky vyrobené v pieskových formách. Sú však ekonomickejšie, lebo majú väčšiu presnosť rozmerov a lepšiu kvalitu povrchu odliatku. Samotný proces je veľmi vhodný na automatizovanie, najmä na výrobu odliatkov zo sivej liatiny. S výhodou sa pouţíva na závitové spoje, na závitovky, rošty a kľukové hriadele. Pevnosť takýchto odliatkov je o 5 aţ 10 % vyššia oproti odliatkom vyrobeným v pieskových formách.

Na liatie sa pouţíva aj spôsob, ktorý sa zakladá na pouţití vytaviteľných modelov. S výhodou moţno pouţiť na výrobu polovýrobkov z takých zliatin, ktoré sú ťaţko obrábateľné. Pouţíva sa aj na polovýrobky zloţitých tvarov, ktoré sa nedajú vyrobiť iným spôsobom. Táto metóda sa pouţíva pri výrobe zbraní, motocyklov, lopatiek turbín, šijacích strojov a podobných presných odliatkov. Liatím pomocou vytaviteľných modelov sa vyrábajú odliatky s hmotnosťou od 0,001 do 500 kg, s hrúbkou steny od 0,15 mm. Prácnosť pri tejto metóde závisí v značnej miere od sériovosti výrobkov, najmä od prácnosti výroby modelov. S výhodou sa pouţívajú lisované formy na modely z plastov.

6. PROJEKTOVANIE VÝROBNÝCH OPERÁCIÍ

Základnými prvkami, z ktorých sa zostavujú výrobné procesy, sú výrobné operácie. Operácia sa definuje ako jednotka funkčnej činnosti vo výrobnom procese, ktorá je ukončenou a súvislé vykonávanou časťou výrobného postupu. Charakterizuje ju rovnaký výrobný cieľ a vykonáva sa na jednom (niekoľkých) rovnakom objekte výroby, na jednom pracovisku, jedným pracovníkom (skupinou pracovníkov).

Od návrhu operácií závisí v rozhodujúcej miere výrobnosť, kvalita výrobkov a ekonomické výsledky výrobného procesu. Projektovanie operácií je aj základnou úlohou pri tvorbe nových výrobných zariadení, pri projektovaní výrobných liniek,


76

pruţných výrobných systémov a integrovaných počítačom riadených výrob.

Na navrhovanie operácií je potrebné koncentrovať tvorivé aktivity technológov a projektantov, vyuţívať progresívne metodické postupy a poznatky z praxe na zabezpečenie optimálnosti výrobných operácií a ich zoskupenia do výrobných postupov.

V diskrétnej výrobe sa premena vlastností materiálu (polovýrobku) na vlastnosti súčiastky deje za fyzikálneho účinku alebo za účinku nástroja. V diskrétnych (prerušovaných) výrobách, kde objekt sa nachádza v tuhej fáze, často je potrebná aj zmena polohy vyrábaného objektu.

Z hľadiska projektovania operácií treba podrobne poznať fyzikálne účinky, pri ktorých sa deje zmena vlastností alebo polohy vyrábaného objektu, ale treba mať aj kybernetické predstavy, ktoré vyjadrujú túto premenu vlastností a spätné väzby a môţu sa v matematicky modelovať.

Technologický proces zahŕňa dve základné časti :

pôsobenie nástroja na objekty, ktoré pritom menia svoje geometrické (čiastočne aj fyzikálne) vlastnosti. K tejto časti sa vzťahujú základné operácie alebo úkony.

premiestnenie objektov kvôli poţadovanej polohe a pôsobeniu nástrojov na objekt. K tejto časti sa vzťahujú manipulačné operácie a úkony.

Metóda vyjadruje, akým spôsobom nastáva zmena fyzikálneho stavu alebo polohy objektu (súčiastky). Štruktúra vyjadruje prvkovú skladbu výrobných prostriedkov a ich vzájomné väzby (najčastejšie časové, informačné, energetické a pod.).

Skúmať a projektovať operácie moţno parciálne, to znamená, ţe sa časti výrobnej operácie rozčlenia na technologické, kontrolné, manipulačné a iné. Aj pri tomto parciálnom prístupe moţno hovoriť o metóde a štruktúre operácie, ale zo všeobecných pohľadov sa javí účelnejšie drţať sa pojmu výrobná operácia, kde zmeny vlastností a polohy objektov sú viazané na účinok pasívnych a aktívnych operátorov.

Efektívnosť výrobného procesu ako celku závisí od riešenia technologických operácií a ich zoskupenia do technologického postupu.

Východiskom podrobného riešenia návrhu technologických operácií a ich opti-malizácia je stanovenie metódy a štruktúry technologickej operácie.

Technologické metódy v strojárskych výrobných procesoch, moţno rozdeliť do týchto skupín :

delenie

spájanie

tvarovanie,

zmena fyzikálno-mechanických vlastností,

rozmerové opracovanie

dokončovacie spracovanie.

Z hľadiska vývojových zmien najdôleţitejšia je skupina technologických metód rozmerového opracovania. Naďalej sa pouţívajú technologické metódy rezania, brúsenia, elektrofyzikálne a elektrochemické metódy. Treba zdôrazniť, ţe elektrofyzikálne a elektrochemické metódy nikdy celkom nenahradia trieskové metódy.


77

Presnosť výroby a akosť povrchu opracovaných súčiastok bude v budúcnosti sa bude zvyšovať. Uplatnia sa kombinované procesy rezania a fyzikálno-chemických spôsobov rozmerového obrábania. Tieto metódy nahradia značný objem klasických spôsobov. Pre technologické metódy rezania sa vytvoria presné metódy na stanovenie základných parametrov: trvanlivosti nástrojov, presnosti opracovania, akosti povrchu, výrobnosti.

Predpokladá sa rozšírenie delenia materiálu brúsiacimi nástrojmi vzhľadom na vyššiu výrobnosť a presnosť. Brúsením sa budú nahrádzať technologické metódy s pouţitím jedno- či viacklinových nástrojov. Ako brúsivo sa budú pouţívať umelé kryštály s danými tvarmi. Na nanášanie tenkých povlakov so špeciálnymi vlastnosťami na povrch súčiastok sa pouţije plazmový oblúk a laserový lúč. Obrábanie laserom prevládne nad pouţívaním elektrónového lúča. Vyuţitie fyzikálno-chemických procesov bude dostupné a efektívne na obrábanie mnohých veľkoplošných súčiastok.

Ako ukazuje uvedená analýza, hlavné zmeny v rozvoji technologických metód operácií sa sústreďujú na vyuţívanie nových fyzikálnych princípov technologického spracovania. Tieto technologické metódy sa však spájajú s rozsiahlymi zmenami výrobných zariadení ako aj so zmenami celej štruktúry výroby.

V blízkostí období budú mať naďalej dominujúce postavenie klasické fyzikálne princípy technologického spracovania.

Značný priestor v rozvoji klasických metód technologických operácií poskytujú nové kinematické usporiadania operácií, ktoré určujú kinematické relácie medzi technologickým operátorom a objektom výroby. Ich početnosť je vysoká a ďalej sa zvyšuje rozvojom výrobnej techniky. Na efektívnu aplikáciu týchto metód treba poznať ich technologické a ekonomické charakteristiky vo vzťahu k projektovaniu operácií a technologických postupov.

Podmienkou širšieho vyuţívania technologických metód s netradičnou kinema-tickou schémou je zhromaţďovanie a klasifikácia teoretických a empirických informácií o týchto metódach. Potrebné je vytvorenie informačného zásobníka, ktorý pri projektovaní technologických operácií umoţní analýzu a výber technologických metód podlá vopred formulovaných kvalitatívnych a kvantitatívnych ukazovateľov.

Výber a projektovanie metódy technologickej operácie

1. Po konštrukčne technologickom posúdení výkresov súčiastky a prehodnotení spôsobu výroby polovýrobku sa vymedzia jednotlivé funkcie plochy súčiastky a určí sa celková mnoţina technologických metód. Ďalšia analýza sa vykonáva postupne pre jednotlivé plochy.

2. Z mnoţiny technologických metód sa pre konkrétne hodnoty parametrov objektov vyberú varianty, ktoré vyhovujú z hľadiska obmedzení na tvar, polohu a rozmery technologických metód plochy.

3. Mnoţina týchto variantov technologických metód sa ďalej analyzuje z hľadiska zabezpečovania vyţadovaného stavu povrchu a presnosti výroby. Podlá výsledkov analýzy sa prípadne vylúčia z ďalšieho postupu nevyhovujúce varianty.

4. Pre mnoţinu variantov, vyhovujúcich uvedeným obmedzeniam, sa vypočítajú a porovnajú technologické parametre a hodnota strojového času. Ako optimálny variant sa vyberie technologická metóda s minimálnym strojovým


78

časom. 5. Pre optimálny variant sa urobí kontrolný prepočet kinematickej nepresnosti

vytváranej plochy a drsnosti povrchu. Ak metóda nevyhovuje týmto podmienkam, zvolí sa ako optimum metóda s druhým najniţším strojovým časom.

6. Po výbere optimálnych technologických metód pre jednotlivé vytvárané plochy sa urobí súhrnná analýza moţností výroby viacerých plôch súčiastky súčasne a vykonajú sa príslušné korekcie vo výbere.

7. V prípadoch návrhu v praxi neoverených technologických metód sa vykonajú experimentálne skúšky a podlá ich výsledkov sa skoriguje výber.

Uvedený metodický postup zoskupenia informačnej bázy v kinematických metódach obrábania, vymedzenie oblastí ich efektívneho vyuţitia a algoritmizáciu projektových činností, moţno povaţovať za všeobecne platný a efektívny aj pre ostatné technologické metódy.

Výber a projektovanie štruktúry technologickej operácie Technologické metódy všeobecne sú značne konzervatívne a ich rozvoj je viazaný

najmä na nové fyzikálne objavy. Rozvoj výroby, sa zakladá predovšetkým na rozvoji štruktúr technologických operácií.

Kaţdú technologickú operáciu moţno skúmať z hľadiska skladby jej prvkov podieľajúcich sa na operácii. Z hľadiska prvkovej skladby všeobecný model operácie je

Č - Sh∑l Nn

∑l Pm∑l - O

kde Č je človek (operátor), O - objekt výroby S, N, P - mnoţiny výrobných strojov, nástrojov a prípravkov v konkrétnej technologickej operácii,

h, n, m - ukazovatele kvantitatívnej hodnoty kaţdej z týchto mnoţín,

∑l - determinant kvalitatívnych ukazovateľov kaţdého z výrobných prostriedkov.

Z mnohých vlastností, ktoré charakterizujú výrobné stroje, nástroje a prípravky moţno pri analýzach pouţiť iba ich hlavné určujúce znaky. Napríklad N - nové výrobné prostriedky, I - inovované výrobné prostriedky (obnova), Z - zastarané výrobné prostriedky.

V súčasnosti sa často determinant vyjadruje ako syntéza takých ukazovateľov, ako sú:

stupeň automatizácie,

stupeň pruţnosti,

stupeň spoľahlivosti a pod. Podľa prvkovej skladby sa rozlišujú štyri triedy technologických operácií.

Prvú triedu operácií, tzv. bezprvkovú triedu predstavujú operácie, pri ktorých sa nepouţili výrobné stroje (h = 0), nepouţívajú sa nástroje (n = 0), ani prípravky (m=0). Táto trieda zahŕňa procesy:

ktoré uskutočňuje človek bez akýchkoľvek výrobných prostriedkov Č —O,

ktoré prebiehajú bez pouţitia výrobných strojov, nástrojov, ale aj bez účasti človeka

V technologických procesoch tejto triedy operácie majú jednoduchú stavbu a sú najniţšou úrovňou výrobných moţností vzhľadom na vyššie triedy.


79

Druhú triedu operácií, tzv. triedu jednoprvkových operácií, predstavujú operácie, pri ktorých sa pouţíva iba jeden druh výrobných prostriedkov (ďalšie dva kvantitatívne ukazovatele sa vo všeobecnom štruktúrnom modeli operácie rovnajú nule). Keď kvantitatívny ukazovateľ (h, n, m) sa rovná jednotke, potom operácia je jednonástrojovým a jednopolohovým technologickým spracovaním. Jednoprvkové operácie sú z hľadiska svojich technologických moţností málo produktívne a signalizujú nízku úroveň technológie.

Tretiu triedu, triedu dvojprvkových operácií, predstavujú operácie, pri ktorých sa pouţívajú dva druhy výrobných prostriedkov (tretí kvantitatívny ukazovateľ vo všeobecnom štruktúrnom modeli operácie sa rovná nule). Vo vzťahu k bezprvkovým a jednoprvkovým operáciám, technologické procesy tejto triedy sú zloţitejšie a majú aj keď nie najdokonalejšie, ale predsa len lepšie výrobné moţnosti.

Štvrtú triedu operácií, tzv. triedu trojprvkových operácií, predstavujú operácie, pri ktorých sa pouţívajú všetky druhy výrobných prostriedkov (stroj, nástroj, prípravok).V trojprvkových operáciách sa pouţívajú kompozične zloţité a zdokonalené súbory výrobných prostriedkov. Sú v nich obsiahnuté výrobné stroje, nástroje, prípravky s vysokými hodnotami kvantitatívnych ukazovateľov (h, n, m) a s lepšími hodnotami kvantitatívnych ukazovateľov technického stavu.

Projektovanie manipulačných operácií V pôvodných technológiách strojárskej výroby sa operačná manipulácia vykoná-

vala väčšinou ručne. Pri projektovaní nebolo zvykom analyzovať ju na úrovni operácií, ale na úrovni projektovania pracovísk (diagramy toku materiálu, umiest-nenie medzioperačných skladov a pod.). Podrobnejšie analýzy manipulačných operácií sa robili pri racionalizačných štúdiách a intenzifikácii pracovných procesov (pohybové štúdie, dvojručné diagramy a pod.).

V súčasnosti v súvislosti so širokým nástupom automatizovaných manipulačných zariadení (manipulátory, priemyselné roboty, programové zásobníky a pod.) sa takýto prístup javí nesystémovým a ţiada sa manipulačné operácie analyzovať v bezprostrednej nadväznosti na technologické operácie. Umoţní to zabezpečiť vzájomný súlad technologických a manipulačných zariadení a jednotnú metodickú základňu na riešenie komplexného výrobného procesu a projektovania pracovísk a výrobných systémov.

Z tohto hľadiska v ďalšom sa uvádza analýza niektorých osobitostí projektovania automatizovaných manipulačných operácií.

Identifikácia a klasifikácia manipulačných operácií

Východiskom pri projektovaní manipulačných operácií sú metodiky analýzy manipulačných činností, ktoré vyúsťujú do klasifikačných systémov. Tieto analýzy sa v podstate vyvinuli z metód diagnostiky ručných prác a s prechodom na automatizovanú manipuláciu prekoli vývojové zmeny. Medzi najznámejšie metódy analýzy manipulačných činností patria:

Študijná karta, ktorá bola zostavená podľa klasickej otázkovej metódy „čo? ako? prečo? kto? kde?―. Otázky v tejto karte sú v poradí: účel, prostriedok, poradie, miesto, zodpovedná osoba, Systematické odpovede podľa dotazníka dávajú obraz o priebehu manipulačného procesu.


80

Diagram pohybov oboch rúk. Pri analýze jednotlivých manipulačných prie-behov sa uplatňuje tzv. „dvojruký diagram“, v ktorom sú zaznamenané priebehy pohybov obidvoch rúk pomocou formálnych symbolov. Analýza tohto diagramu ukazuje, či sú obe ruky pri práci zosúladené. Pomocou tohto diagramu moţno identifikovať stratové časy, ktoré sú neproduktívne, a ktoré moţno eliminovať. V konečnom dôsledku analýzy sa manipulačná činnosť so súčiastkou a nástrojom zredukuje na minimum a časové sa zosúladí.

Mikropohybové štúdie. Zjemnenie „dvojrukého diagramu― vedie k mikropohybovým štúdiám. Štúdie sa často robia filmovými kamerami a vyhodnocujú sa pomocou tzv. synogramov. Pri týchto štúdiách sú zaregistrované nielen úkony pracovníka, ale aj ich priestorové a časové rozloţenie.

Metóda MTM (Method-Time Measurement) - tak sa nazýva systém zisťovania spotreby pracovného času. Metóda je určená na normovanie ručných manipu-lačných úkonov podľa predpísaných kritérií, ktoré obsahujú funkčné závislosti manipulačných úkonov pri jednotlivých operáciách.

Metóda MTM opisuje nasledujúce základné pohyby:

a) Siahať - to je základný pohyb, ktorý sa koná vtedy, keď je hlavným účelom presunúť ruku alebo prsty na určité miesto alebo v danom smere,

b) Premiestniť - je pohyb, keď hlavným účelom je premiestnenie nejakého predmetu rukou alebo prstami do určitého miesta alebo polohy.

c) Obrátiť - je pohyb, pri ktorom sa má obrátiť plná alebo prázdna ruka, vrátane zápästia a predlaktia okolo pozdĺţnej osi predlaktia.

d) Točiť - je pohyb, pri ktorom ruka a predlaktie sledujú uzavretú kruhovú dráhu so stredom otáčania v lakti. Os otáčania je kolmá na rovinu otáčania a poloha zápästia je v rámci pohybu stála (napr. otáčanie kľukou).

e) Uchopiť - je základný pohyb rukou a pi starni, aby po získaní potrebnej kontroly nad jedným alebo viacerými predmetmi nasledoval ďalší pohyb.

f) Umiestniť -je pohyb, ktorým sa má prstami alebo rukou jedným alebo niekoľkými malými pohybmi umiestniť istý predmet do vopred stanovenej polohy vo vzťahu k inému predmetu alebo bodu.

g) Tlačiť - je pohyb ľubovolnou časťou tela tak, ţe sa po krátkom zaváhaní sústredí sila na zabezpečenie dostatočnej kontroly nad nejakou súčiastkou. Preto tu nejde ani o pohyb vo vlastnom slova zmysle, ale o svalovú pripravenosť a celkové sústredenie pracovníka pred uskutočnením iného pohybu.

d) Pustiť - je pohyb, ktorého účelom je prerušiť kontrolu nad nejakým predmetom. ch) Oddeliť — je to pohyb pri prerušení dotyku medzi dvoma súčiastkami, Je charakteristický samovoľným odskočením, ktoré nastáva, keď náhle prestal odpor pri oddeľovaní dvoch súčiastok.

Uvedených deväť základných pohybov hornej končatiny, na ktoré je pracovná a manipulačná činnosť človeka rozdelená, moţno vyuţiť aj na opisy automatizovaných manipulačných operácií. Modifikovaná metóda MTM môţe sa preto pouţiť jednak ako systém identifikácie manipulačných operácií, ktoré treba automatizovať, resp. ako systém na opis projektovaných manipulačných operácií.

Mikroštruktúrne analýzy manipulačných operácií a úkonov majú veľký význam najmä pri projektovaní automatizovaných pracovísk, kde činnosť človeka nahrádzajú manipulátory alebo priemyselné roboty. Identifikácia druhov úkonov, ich priestorového a časového rozloţenia umoţňuje rozhodnúť o tom? či pracovisko je vhodné na


81

automatizáciu a pri vlastnom projektovaní slúţi ako podklad na stanovenie funkčného sledu technologických a manipulačných úkonov a na ich synchronizáciu.

Rozklad manipulačných úkonov musí byť v týchto príkladoch dovedený aţ na mikroelementy činností zodpovedajúce pohybom.

Pomocou tejto klasifikácie moţno analyzovať manipulačné postupy v rôznych výrobných procesoch a jednotlivým úkonom priraďovať technickú realizáciu. Ďalším spôsobom vyuţitia je optimalizácia úkonov v postupe.

Metóda a štruktúra manipulačnej operácie

Pri manipulačnej operácií sa odlišuje manipulačná metóda a štruktúra.

Manipulačná metóda súvisí s funkciou operácie a vyjadruje, ako dochádza k zmene polohy súčiastky, jej orientácie a pod. Škála manipulačných metód je pritom podstatne obmedzenejšia ako pri technologickom spracovaní. Príklad je v tab.

Štruktúru manipulačnej operácie moţno vyjadriť časovou skladbou jednotlivých úkonov a skladbou prvkov zúčasňujúcich sa na jej realizácií.

Skladba komponentov zúčastňujúcich sa na manipulačnej operácii určuje tzv. prvkovú štruktúru symbolickým výrazom:

Č - Zlm P!

n Nl h- O

kde Č je človek, Z - manipulačné zariadenie (manipulátor, robot), P - manipulačný prípravok (ruka robota a pod.), N - manipulačný nástroj (chápadlo robota, prísavka a pod.), O - objekt manipulácie, m, n, h - kvantitatívne ukazovatele počtu zariadení, prípravkov a nástrojov,

l - ukazovateľ vyjadrujúci kvalitatívnu charakteristiku manipulačných zariadení.

Podľa vzťahu skutočného charakteru manipulačnej operácie moţno kaţdú z uvedených zloţiek ďalej opísať symbolmi určujúcimi stupeň mechanizácie a automatizácie, flexibility, spoľahlivosť a pod.

V štruktúrnom modeli operácie sa rozlišujú štyri triedy manipulačných operácií.

Prvú triedu, tzv. bezprvkovú triedu, predstavujú operácie, pri ktorých nie sú pouţité manipulačné zariadenia, nepouţívajú sa nástroje, ani prípravky m = 0, n = 0, h = 0. Táto trieda zahŕňa operácie, ktoré uskutočňuje človek bez akýchkoľvek manipulačných prostriedkov.

Druhú triedu, tzv. triedu jednoprvkových operácií, predstavujú operácie, pri ktorých sa pouţíva iba jeden druh manipulačných prostriedkov.

Ďalšie dva kvantitatívne ukazovatele vo všeobecnom štruktúrnom modeli operácie sa rovnajú nule (napr. ručná manipulácia vyuţitím nástrojov, prípravkov a pod.)- Táto trieda zahŕňa operácie, pre ktoré platí: n = 0, m = 0; h = 0, m = 0; h = 0, n = 0.

Tretiu triedu, tzv. triedu dvojprvkovych operácií, predstavujú operácie, pri ktorých sa pouţívajú dva druhy manipulačných prostriedkov (tretí kvantitatívny ukazovateľ v uţ všeobecnom štruktúrnom modeli operácie sa rovná nule). Táto trieda zahŕňa operácie, pri ktorých platí:


82

h = 0, n = 0, m = 0.

Štvrtú triedu, tzv. triedu trojprvkových operácií, predstavujú operácie, pri ktorých sa pouţívajú všetky druhy manipulačných prostriedkov (zariadenia, nástroj, prípravok). Táto trieda zahŕňa operácie, pri ktorých kvantitatívne ukazovatele môţu byť:

h = n=m=1- pri operáciách s pouţitím jedného manipulačného zariadenia, nástroja a prípravku. /i>l,n>l,m>l - napr. pri operáciách vykonávaných viacramenným a viacchápadlovým robotom.

8. VÝBER VÝROBNÝCH PROSTRIEDKOV

Výroba daných objektov výroby (polovýrobku, súčiastky, uzla a pod.) môţe sa vykonať na veľkom počte rôznych výrobných strojov a zariadení, ktoré sa navzájom odlišujú technologickou metódou a štruktúrou, technickými a prevádzkovými parametrami.

Výber výrobných strojov pre technologický postup alebo technologický projekt sa v praxi často spravidla rieši iba pribliţne, najčastejšie intuitívne. S ohľadom na veľký počet premenných parametrov, s ktorými sa pri výbere výrobného zariadenia uvaţuje, potrebné je vyuţívať výpočtovú techniku a metódy rozhodovania podľa heuristickych postupov.

Osobitným problémom je obnova výrobných zariadení s ohľadom na ich fyzické a morálne opotrebovanie. Okrem výberu typu zariadenia, vtedy treba riešiť aj otázku optimálneho času, v ktorom sa obnova realizuje.

Metóda výberu výrobných zariadení Pri výbere výrobných zariadení si treba ujasniť celkovú koncepciu technológie

výroby. Stupeň detailizácie technológie závisí od toho, či výber výrobných zariadení sa robí:

pri zostavovaní technologického postupu v existujúcej výrobe,

pri riešení technologického projektu novej alebo rekonštruovanej, resp. modernizovanej výroby,

pri obnove výrobných zariadení. Ako minimálne východiskové vstupné údaje pri výbere výrobných zariadení treba

uvaţovať:

výrobný program a objem výroby,

určenie metód a štruktúr technologického spracovania, manipulácie a riadenia,

technologicko-organizačnú štruktúru výroby, špecifikovanú najmä sériovosťou, stupňom automatizácie a pruţnosti.

V súčasnosti sú rozpracované všeobecné metodické zásady, ktorými moţno rámcovo priradiť určitým špecifikovaným výrobným podmienkam druhy výrobných zariadení. Pri kategórii výrobných strojov vychádza sa pri ich priraďovaní z charakteru súčiastkovej základne, sériovosti výroby a stupňa automatizácie.

Pri kategórii priemyselných robotov a iných manipulačných zariadení, pri ich priraďovaní sa vychádza z charakteru toku materiálu, nadväznosti na technologické zariadenia, flexibility a stupňa automatizácie.

Pri kategórii riadiacich zariadení pri priraďovaní sa vychádza z hierarchie riadiacich funkcií a nadväznosti na technologické a manipulačné zariadenia .


83

Osobitný prístup sa vyţaduje, ak jednotlivé výrobné zariadenia budú súčasťou výrobných komplexov, najmä:

výrobných liniek,

integrovaných výrobných úsekov,

pruţných výrobných systémov,

robotizovaných systémov,

integrovaných výrobných zoskupení riadených počítačom. V tomto prípade prioritu nadobúda vzájomná kompaktibita výrobných zariadení a

ich zatriedenie do generačných vývojových tried. Vysoký podiel výrobných prostriedkov aplikovaných vo výrobných zoskupeniach je v súčasnosti najmä vo výrobách vyšších typov

Pri perspektívnom riešení výberu druhov výrobných zariadení je dôleţitý dynamický prístup na stanovenie výberových parametrov na ich podrobnú analýzu a príslušnú extrapoláciu.

V popredí záujmu je hodnotenie parametrov výrobných zariadení, ktoré určujú charakter výrobných operácií a stimulujú zavádzanie progresívnych technologických princípov a výrobných štruktúr s vyšším stupňom automatizácie.

Výber výrobných zariadení na základe analýzy technických parametrov

Z hľadiska hodnotenia výrobných prostriedkov a systémov je dôleţitá analýza tzv. metriky, ktorá okrem klasických parametrov operuje aj s doposiaľ zriedka vyuţívanými parametrami. V popredí záujmu je hodnotenie parametrov výrobných prostriedkov a systémov, ktoré určujú charakter výrobných operácií a stimulujú zavádzanie progresívnych technologických princípov a výrobných štruktúr najmä s vyšším stupňom automatizácie.

Pri riešení je výhodné vychádzať z tzv. technologicko-systémovej koncepcie výrobných prostriedkov a systémov.


84

Model je uvedený na obr.8.1.

Obr. 8.1 Technologicko-systémová koncepci výrobných prostriedkov

Pri takomto prístupe sú výrobné prostriedky a systémy charakterizované mnoţinami parametrov, ktoré ich hodnotia nielen z konštrukčnej stránky, ale aj z funkčného, štrukturálneho, resp. iného hľadiska. Odporučiť je moţné nasledovné úrovne:

Základné parametre opisujúce vonkajšie systémové okolie, napr. súčiastkovú základňu, sociálne a ekonomické podmienky, dostupnosť prostriedkov a systémov danej kategórie a pod..

Technologická koncepcia opisuje základné pouţívateľské vlastnosti výrobných prostriedkov a systémov a ich bezprostredné väzby na aktívne prvky výrobného procesu.

Konštrukčná koncepcia udáva základné vlastnosti z pohľadu tvorcu výrobných prostriedkov a systémov a ich výrobcov.

Detailné technické parametre, ktoré spresňujú predchádzajúce kvantitatívne údaje.

Všeobecné charakteristiky systémového okolia sú hierarchicky nadradené, vymedzujú druh výrobných prostriedkov a systémov a intervenčným spôsobom pôsobia na konštrukčnú a technologickú koncepciu.


85

Na určenie druhu na základe všeobecných výrobných podmienok nadväzuje podrobná analýza technických, technologických a ekonomických parametrov typov a typorozmerov výrobných prostriedkov a systémov.

Pre prax je moţné odporučiť analýzu na základe parametra, ktorý najviac vplýva na jeho funkčnú činnosť, pričom ostatné parametre sa analyzujú na úrovni obmedzujúcich podmienok. Porovnávať je potrebné najmä technologické poţiadavky viazané na výrobu a technologické operácie s technickou charakteristikou výrobných prostriedkov a systémov.

Pri voľbe vhodných typorozmerov výrobných prostriedkov sú dôleţité údaje o výrobku (napr. geometrický tvar, polohy funkčných plôch, rozmery, tolerancie, prídavky, materiál, stav povrchovej vrstvy, poţadovaná akosť povrchu a pod.) a údaje o metóde a štruktúre výroby.

Pri vyuţívaní systémového prístupu je potrebné sa zamerať aj na nové parametre metriky výrobných systémov, akými sú :

Schopnosť systému preţiť zmeny. Závisí od miery prispôsobovania sa systému novým podmienkam. Reprezentovaná je spôsobilosť meniť prvky, väzby, štruktúru, správanie sa bez prerušenia hlavných funkcií.

Minimálnosť systému. Charakterizuje dosahovanie cieľov vo vzťahu k minimalizácii zdrojov, funkčných prvkov a väzieb (JIT systémy).

Reálnosť systému. Vyjadruje pravdepodobnosť dosiahnutia stanovených cieľov za daný čas.

Úroveň štrukturalizácie. Vyjadruje sa hodnotením systémovotvorných vzťahov. Silný systém je charakterizovaný silnou závislosťou časti od celku.

Na určenie druhu výrobného zariadenia na základe všeobecných výrobných podmienok nadväzuje podrobná analýza technických parametrov typov a typorozmerov výrobných zariadení. V praxi sa výber typu výrobného zariadenia často robí na základe parametra, ktorý najviac vplýva na jeho funkčnú činnosť, pričom ostatné parametre sa analyzujú na úrovni obmedzujúcich podmienok. Podľa uvedených mnoţín a obmedzení moţno zostaviť algoritmus výberu typorozmerov výrobných strojov (obr. 8.2).

Algoritmus má všeobecnú platnosť a moţno ho pouţiť jednak pri klasickom spôsobe navrhovania technologických postupov, jednak pri automatizovanom spôsobe na počítači.

Pri výbere vhodných typorozmerov výrobných strojov sa vychádza z údajov o súčiastke (napr. geometrický tvar, polohy funkčných plôch, rozmery, tolerancie, prídavky, materiál, stav povrchovej vrstvy, poţadovaná akosť povrchu a pod.) a z navrhnutej metódy a štruktúry technologického spracovania.

Vlastný výber vhodných typorozmerov sa vykoná postupným porovnávaním vhodností jednotlivých parametrov stroja.

Uvedená metodika dáva dobré výsledky pri výbere vhodných typov výrobných strojov za predpokladu, ţe parametre výberu sa prispôsobia konkrétnym podmien-kam výrobnej jednotky. V projektoch nových výrob a pri modernizácii a rekonštrukcii treba rozšíriť výberové parametre najmä o:

stupeň automatizácie,

stupeň pruţností,


86

spoľahlivosť,

ţivotnosť,

úroveň riadenia,

programové vybavenie.

V súčasných podmienkach sa pri niektorých výrobných zariadeniach zdôrazňuje výber z hľadiska energetickej náročností. Napríklad porovnanie konvenčných strojov s obrábacími NC strojmi ukazuje, ţe pri rovnakej veľkosti súčiastok sú NC stroje 1,5 aţ 2~násobne energeticky náročnejšie.

.Analýzu energetickej náročnosti však treba posudzovať v spojitosti s výrobnosťou. Ak zvýšenie výrobnosti automatizovaného výrobného stroja je väčšie ako zvýšenie jeho energetickej náročnosti, moţno tento výrobný stroj aj z energetického hľadiska pokladať za efektívnejší.

Zavádzanie automatizovaných výrobných strojov má pozitívny efekt z energetic-kého hľadiska, predovšetkým vo zvýšení smennosti, ktorou sa dosahuje rovnomerné energetické zaťaţenie a čerpanie lacnejšej nočnej energie. Pre vysokoautomaíizované výrobné procesy novým závaţným kritériom výberu typov výrobných zariadení sa stáva ich ergonomickosť. Vyplýva to z toho, ţe pri automatizovanej výrobe vznikajú zloţité vzťahy „človek-automatizované zariadenie―, najmä pri:

nastavovaní výrobného zariadenia pri prechode na novú výrobnú úlohu,

diagnostike porúch a ich odstraňovaní,

technickej príprave výroby a obsluhe.

Pod ergonomickosťou sa všeobecne rozumejú vlastnosti výrobného zariadenia, ktoré umoţňujú dynamické spolupôsobenie človeka s výrobným zariadením, pri plnení výrobných úloh. Hodnotenie ergonomickosti sa vykonáva podľa špeciálne určených ukazovateľov, charakterizujúcich vplyv ergonomických faktorov na funkčnú činnosť systému „človek-výrobné zariadenie― (fyzická záťaţ, informačná záťaţ, stresové situácie a pod.).

Funkčné relácie systému „človek—výrobné zariadenie― sa menia v priebehu času a závisia predovšetkým od osvojenia si výrobného zariadenia a zmien pracovnej schopnosti operátora. Pritom treba rozlišovať potenciálnu úroveň funkčnej činnosti, ktorá predpokladá bezchybnú prácu operátora a realizovateľnú úroveň s určitou hladinou chýb operátora.

Pri výbere typov výrobných zariadení treba rešpektovať existujúcu úroveň operátorov, resp. zvýšiť ich úroveň na základe výberu podľa fyziologických vlastností a špeciálnej prípravy.


87

Obr.8.2 Postup pri výbere výrobného stroja

Výber druhu výrobného stroja

Vstupné údaje Výrobky, operácie a pod.

Výberové metódy a nástroje

KATALÓGY STROJOV

Rozhodovacie metódy a nástroje

2

A

KATALÓGY STROJOV

Ekonomický prepočet MODELY EKONOMICKÝCH VÝPOČTOV

Porovnávanie investičných a

prevádzkových nákladov ?

Výber i-tého typorozmeru výrobného stroja

Optimálny výrobný stroj

Vyhovuje stroj výrobkom ?

Vyhovuje úroveň automatizácie ?

Vyhovujú parametre stroja operáciám ?

Vyhovuje úroveň pruţnosti a pod. ?


88

Obr.8.3 Postup pri výbere prípravku

Ekonomické hodnotenie výberu

Východiskom pre ekonomické hodnotenie variantov sú náklady na výrobu typového výrobku (No ) . Moţno ich zjednodušene vypočítať zo vzťahu:

Nm - náklady na materiál ,

Nz - mzdy pracovníkov,

Nr - reţijné náklady,

Nost - ostatné výrobné náklady,

n - počet technolog. operácií

N0 = Nm + Nz 1 + 0,01 Nr + Nost i = 1

n

Vstupné údaje Výrobky, operácie a pod.

Výberové metódy a nástroje

KATALÓGY STROJOV

Rozhodovacie metódy a nástroje

KATALÓGY STROJOV

Ekonomický prepočet

MODELY EKONOMICKÝCH VÝPOČTOV

Porovnávanie investičných a

prevádzkových nákladov ?

Prepočet rozmerového obvodu

Optimálny výrobný stroj

Vyhovuje tuhosť a presnosť upnutia

Vyhovuje úroveň automatizácie, pruţnosti

a pod. ?

Výber upínacej základne

Výber i-tého spôsobu upnutia

Upnutie na technologickú základňu.

?


89

kef = ----------- I2 - I1

N1 - N2

Qn ( k1 + k2 )s . k3s ( N + kef I )s

Qs ( k1 + k2)n k3n ( N + kef I )n

Cn = --------------------------------------------- . Cs

V celkových nákladoch sa pri klasickej výrobe najvýraznejšie prejavujú mzdy. Ostatné zloţky nákladov moţno pri hrubých porovnaniach zahrnúť do reţijných nákladov.

Dôleţitým faktorom určujúcim ekonómiu výroby je cena výrobných prostriedkov a systémov a technologická racionálnosť ich konštrukcie. Racionálnosť sa vyjadruje stupňom zloţitosti výroby a montáţe. Pri rozhodovaní je potrebné orientovať sa podľa moţnosti na výrobné prostriedky a systémy s vysokou produktivitou a minimálnymi nákladmi na výrobu.

Porovnanie ekonomickej efektívnosti dvoch rôznych variantov a k nim viazaných ostatných prostriedkov moţno urobiť porovnaním nákladov na výrobu komplexu typových výrobkov . Výpočtom je moţné určiť koeficient ekonomickej efektívnosti - kef

N1 - náklady na výrobu typových výrobkov 1. variant

N2 - náklady na výrobu typových výrobkov 2.Variant

V prípade, ţe jednorazové (investičné) náklady jedného variantu sú vyššie a vlastné výrobné náklady sú niţšie, stanoví sa ekonomická efektívnosť výrobného zariadenia porovnaním úspor na vlastných výrobných nákladoch s jednorazovými

nákladmi:

N1-N2 - rozdiel vlastných výrobných nákladov (ročná úspora

) I2 - I1 - rozdiel jednorazových (investičných) nákladov

Pri stanovovaní koeficientu ekonomickej efektívnosti zariadení sa do jednorazových nákladov započítavajú aj náklady na výskum, vývoj, výrobu a skúšky prototypov.

Z koeficientu ekonomickej efektívnosti moţno stanoviť aj čas návratnosti (D) jednorazových nákladov:

Pri porovnávaní väčšieho počtu variantov výrobných zariadení treba ekonomickú

efektívnosť posudzovať z podmienky:

( Ni + kef Ii ) = min

Pri zavádzaní nových výrobných zariadení do výroby (produktívnejších, presnejších s vyšším stupňom automatizácie) treba stanoviť tzv. ekonomickú cenu výrobného zariadenia.

Ekonomická cena výrobného zariadenia je hranicou, ktorú v daných výrobných podmienkach nemoţno prekročiť :

kde :C je obstarávacia cena

kef = 0,4 - ekonomicky efektívne zariadenia

kef = ( 0,4 - 0,125 ) - ohraničené efektívne zariadenia

kef = 0,15 - neefektívne zariadenia (čas návratnosti je väčší ako čas

odpisov)

kef = ------ N1

N2

D = ----- = ------------ 1 I2 - I1

kef N1 - N2


90

C ( k1 + k2 ) k3 ( N + kef I )

Q= konšt.

zariadenia (Sk) Q - výrobnosť výrobného zariadenia (ks/h), N + kef I - náklady na prevádzku zariadenia ( Sk / h )

k1 , k2 , k3 - korekčné koeficienty hodnotiace vlastnosti výrobného zariadenia (

presnosť, stupeň automatizácie) index s hodnoty pre staré výrobné

zariadenia

index n - hodnoty pre nové výrobné zariadenie

Uvedené ekonomické vyhodnotenie variantov výrobných zariadení moţno pokladať za dostatočné vtedy, keď ide o zariadenia na rovnakej úrovni. Pri vyhodnocovaní zariadení so značnými rozdielmi v technickej úrovni (stupni automatizácie, mobilnosti a pod.) treba ekonomické hodnotenie rozšíriť o ďalšie ukazovatele, ako sú:

skrátenie priebeţného času výroby (zníţenie objemu obeţných prostriedkov viazaných v zásobách nedokončenej výroby),

zníţenie počtu výrobných robotníkov (zisk, ktorý uvoľnení robotníci môţu vyprodukovať),

zvýšenie vyuţitia výrobných zariadení skrátením prípravných časov pri prechode na nové výrobné úlohy a zvýšením smennosti,

zníţenie nákladov na prípravu výroby,

zvýšenie kvality výroby elimináciou vplyvu ľudského faktora,

vyššia pruţnosť výroby ekonomizovaná zlepšením odbytu výrobkov.

Obnova výrobnej základne

So zvyšovaním inovačnej úrovne výroby vznikajú problémy súvisiace s optimálnym vyuţívaním výrobných prostriedkov, ich modernizáciou a postupnou obnovou.

Optimalizovať je potrebné protiklady medzi prehnanou preventívnou modernizáciou a obnovou, ktorá zaručuje stopercentnú bezporuchovosť, nízke prevádzkové náklady, vysokú výrobnosť a medzi oneskoreným riešením problému spojeným so stratami, vznikajúcimi narastajúcimi nákladmi na obsluhu a údrţbu zastaralých výrobných prostriedkov a systémov. Zohľadňovať je potrebné aj skracovanie inovačných cyklov a zavádzanie progresívnejších výrobných technológií. Analytické riešenie stanovenia optimálneho času pouţívania výrobných prostriedkov a systémov vyplýva zo všeobecných štádií ich vyuţívania počas ich ţivotnosti. Potrebné je rozlišovať:

Začiatočné obdobie, v ktorom výrobné prostriedky a systémy majú konštantné východiskové technické, technologické a ekonomické parametre.

Obdobie vyuţívania, počas ktorého sa stav výrobných prostriedkov a systémov v závislosti od času, resp. od počtu vyrobených výrobkov mení lineárne.

Obdobie pouţívania výrobných prostriedkov a systémov, počas ktorého sú opotrebované časti obnovované výmenou a opravami, resp. sú modernizované za účelom zlepšenia prevádzkových a iných vlastností.


91

Obdobie zvyšujúcich sa nákladov na prevádzku výrobných prostriedkov a systémov (zvýšená spotreba energie, práce a pod.).

Obdobie, keď sa prevádzkové vlastnosti výrobných prostriedkov a systémov vyčerpajú, odstavujú sa z prevádzky a realizuje sa jeho zvyšková hodnota.

Výpočet optimálneho času pre začatie modernizácie, resp. obnovy, zohľadňuje ekonomické hľadiská. Model pre výpočet je uvedený na obr.8.4. Špecifikácia nákladov je uvedená v tab.8.1.

Obr. 8.4 Model pre výpočet optimálneho času začatia modernizácie resp. obnovy

Stroj-1

Stroj-2

N1X

N1T a

b

N2T

T1

T2

Topt t (čas)

Ná

kla

dy


92

Špecifikácia nákladov na výrobné prostriedky počas ich ţivotnosti Tab. 8.1

Pri výpočte optimálneho času sú zohľadnené obstarávacie náklady, zvyšková

hodnota výrobných prostriedkov a systémov, náklady pouţívateľa na udrţiavanie práceschopnosti na jednotku produkcie a intenzita rastu nákladov počas starnutia .

Pri realizácií výpočtov je dôleţité presne vyjadriť exponenciálne rastúce náklady zo stárnutia výrobných prostriedkov a systémov.

Obyčajne sa tu zahŕňa : - zníţenie výrobnosti (k1 t)

zvýšenie spotreby energie (k2 t)

zloţitejšia obsluha a údrţba (k3 t)

straty pri lepšom vyuţití vloţených prostriedkov (k4 t)

Pri výrobných prostriedkoch a systémoch s rôznou dĺţkou ţivotnosti prvkov a uzlov výpočet vyţaduje určiť optimálny čas činnosti jednotlivých modernizovaných a obnovujúcich sa prvkov, uzlov a jednotiek a potom optimálny čas pouţívania výrobného zariadenia ako celku.

Ak je obdobie parciálnej modernizácie a obnovy vzájomným násobkom, moţno určiť obdobie výmeny výrobných prostriedkov a systémov zo sumárnej funkcie

Druh nákladov Charakteristika

Jednorázové Nj = C

n - C z

- za nákup zariadení , kde : Nj - jednorázové náklady Cn - nákupná cena Cz - zostatková cena

Lineárne závisle N1 = k . t

- náklady na energiu, mzdy, a pod., kde : t – čas k – koeficient závislosti nákladov na jednotku produkcie

Exponenciálne narastajúce

Aex = kex . t

- spôsobené skracovaním práce zariadenia medzi jeho dvoma opravami a pod., kde : t - čas kex - koeficient, určujúci normovanú hodnotu exponenciálnych nákladov pouţívateľa

- exponent charakterizujúci stupeň rastu nákladov počas starnutia

Celkové náklady Ncelk = Nj + N1 + Nex

- celkové náklady na zariadenie počas doby jeho uţívania

Optimálny čas využívania

Nj Topt = ------------

( - 1 ) . kex

Nj n Topt = --------- + k + ki . t

i - 1

T i = 1

- tento čas možno vypočítať z extrému

funkcie pomerných nákladov za jednotku

času

- tento čas možno vypočítať zo sumárnej

funkcie pomerných nákladov , kde n je počet uvažovaných zložiek

exponenciálnych nákladov


93

pomerných nákladov.

Okrem fyzického opotrebovania výrobné prostriedky a systémy podliehajú analýze na morálne opotrebovanie. Morálne opotrebovanie sa prejavuje v zmene ekonomickej hodnoty daných výrobných prostriedkov a systémov voči moderným produkčnejším a lacnejším variantom.. Morálne opotrebovanie je nepretrţitým procesom vyplývajúcim z vedecko-technického pokroku. Analyzovať je potrebné dva druhy morálneho opotrebovania.

Prvé vyplýva zo zníţenia obstarávacích a prevádzkových nákladov nových výrobných prostriedkov a systémov pri konštantných výkonnostných parametroch, druhý zo zvýšenia výrobnosti a ekonomických charakteristík nových výrobných prostriedkov a systémov pri tých istých obstarávacích nákladoch.

Korekciu času pouţívania s ohľadom na morálne opotrebovanie druhého druhu je potrebné realizovať vtedy, ak pouţívateľ má moţnosť obstarať si výkonnejšie výrobné prostriedky, resp. systémy . Je treba určiť, kedy sa majú staré výrobné prostriedky a systémy pred obdobím ich ekonomického vyuţitia modernizovať, resp. vymeniť za nové, výkonnejšie. Korekcia vychádza z porovnania nákladov na jednotku výrobnej produkcie porovnávaných prostriedkov a systémov obr. 7.5.

Obr.8.5 Korekcia času začatia modernizácie, resp. obnovy

vzhľadom na morálne opotrebovanie

Obidva druhy morálneho opotrebovania sú navzájom nezávislé a umoţňujú vznik kombinácií morálneho opotrebovania.

Posúdenie fyzického a technického stavu sa člení na dve časti :

Posúdenie intervalov optimálneho vyuţívania medzi termínmi ich zdokonaľovania (opravami) a momentom morálneho zastarania v závislosti od charakteristík nárastu produktivity práce, ktoré moţno dosiahnuť na danom zariadení (modernizáciou).

Určenie hraníc technickej novosti na základe produktivity práce zabezpečovanej podľa plánu v jednotlivých etapách zdokonaľovania.

Presné výpočty hraníc technickej novosti výrobných zariadení a systémov sa doteraz ešte naplno nepouţívajú. Pouţívajú sa predovšetkým pribliţné metódy hodnotenia. Najviac sa pouţívajú metódy nepriameho určenia technického stavu výrobného prostriedkov a systémov podľa času uvedenia nových modelov na trh.

1

Tkor BT t (čas)

B

T1 2

PM

1

1

T


94

Prax ukazuje, ţe za 10 aţ 15 rokov sa realizuje vývoj a priemyselné osvojenie si nových druhov výrobných prostriedkov a systémov. Tým sa prakticky určuje aj interval technického zastarania existujúcich výrobných prostriedkov a systémov.

9. KAPACITNÉ VÝPOČTY PRI PROJEKTOVANI PRACOVÍSK

Kapacitné výpočty v strojárskej výrobe majú určite osobitosti. Predovšetkym rozsiahly výrobný sortiment výrobkov pri vačšine podnikov obyčajne nevyjadruje výrobnú kapacitu podniku v naturálnych jednotkach. Kapacitne výpočty sa preto orientuju najmä na kvantifikáciu potrieb materiálnych prvkov na splnenie poţadovaných výrobných úloh alebo na stanovenie výrobnej kapacity s daným zdrojom výrobnej základne. Cieľom vypočtov je zisťovanie zdrojov výrobnej kapacity a jej porovnanie s celkovou pracnosťou plánovaného mnoţstva výrobkov alebo súčiastok, čiţe zisťovanie nárokov na výrobnú kapacitu.

Zdroje výrobnej kapacity sa určuju:

druhom výrobného zariadenia (profesnou skladbou, technickými parametrami),

počtom výrobných zariadení,

vyuţiteľným časovym fondom výrobného zariadenia,

skladbou a kapacitou výrobných robotnikov. Nároky na výrobnú kapacitu sa určujú:

výrobným plánom (druh a mnoţstvo výrobkov, resp. súčiastok, ktoré sa majú v určitom období vyrobiť),

normou času výrobného zariadenia potrebného na vykonanie určtej jednotky produkcie (kapacitnou normou pracnosti produkcie).

Výrobne kapacity sa v podstate bilancujú dvoma spôsobmi:

1. za určenú veličinu sa pokladá výrobný plán a vypočtami sa zisťujú potrebné kapacity na jeho zabezpečenie, čize potrebný počet strojov, pracovníkov a pod.;

2. za určenú veličinu sa pokladá výrobná kapacita a hľadá sa taký výrobný plán, ktorý zabezpečí optimáne vyuţitie daných kapacít pri splnení poţadovaných ekonomických cieľov (napr. dosiahnutie minimálnych nákladov, max. zisku a pod.). Rozhodujúcimi veličinami, ktoré sa uvaţujú pri kapacitných vypočtoch, sú:

Časový fond výrobného zariadenia,

Normy času výrobného zariadenia, čiţe kapacitná norma pracnosti výrobku alebo operácie.

Časový fond výrobného zariadenia sa stanovuje plánovaným počtom dní (hodín) jeho činnosti za rok, resp. kratšie časové obdobie, napr. mesiac, dekada a pod. Pri výrobnom zariadení sa rozlišujú tieto časové fondy:

kalendárny časový fond, ktorý je daný počtom dni v roku,

nominálny časový fond, ktorý sa vypočíta z kalendárneho časového fondu odpočítanim počtu nepracovných dní (nedele, voľne soboty a sviatky);

vyuţiteľný časový fond výrobného zariadenia, ktorý sa vypočía odčítaním plánovaného času na opravy, údrţbu od vyuţiteľného časového fondu pracoviska. Obvykle plánovaný čas opráv a údrţby sa určuje percentovým


95

podielom z nominálneho časového fondu výrobného zariadenia a pohybuje sa v rozmedzi 3 az 6 %;

efektívny časový fond, ktorý sa určí z vyuţiteľného časového fondu odčítaním priemerných, plánom predpokladaných časových strát vznikajúcich z prevádzkových prestojov;

skutočný časový fond, ktorý vyjadruje skutočne odpracované hodiny v sledovanom roku. Od efektívneho časoveho fondu sa líši nadčasovými hodinami a rozdielom medzi plánovanými a skutočnými stratami času.

Pre časové fondy výrobných zariadení a pracovísk sa za základ berie dvojsmenná prevádzka, iba v niektorých prípadoch, napríklad ak nie je moţno celkom zabezpeciť pracovníkov na druhú smenu, moţno počíať s niţšou smennosťou. Naopak pri unikátnych strojoch, automatoch, ozubárenských strojoch a pod. treba rátať s trojsmennou prevádzkou.

Najbeţnejším výpočtom efektívneho časového fondu výrobného stroja je výpočet podlá vzorca:

Tef = p . h ( 1 - tpr / 100 ) (h) Kde: Tef je ročný efektívny časový fond stroja,

p - počet pracovných dní v roku, h - počet pracovných hodín v l dni,

tpr - plánované prestoje v percentách z nominálneho časového fondu.

Normy času výrobného zariadenia určujú mnoţstvo času potrebného na výrobu určitej jednotky produkcie alebo na vykonanie určitej operácie. Normy prácností sa vyjadrujú v normominútach (Nmin) alebo v normohodinách (Nh). Normovaná prácnosť sa vzťahuje na operáciu, súčiastku alebo na celý výrobok.

Normovaná prácnosť operácie (norma času výrobného zariadenia) sa stanoví podľa vzorca:

top = tk / 60 + td / 60 d ( Nh/ kus )

kde: top je prácnosť operácie (Nh),

tk - čas jednotkovej práce (kusový čas) (Nmin),

td - dávkový čas (Nmin),

d - výrobná dávka (kus).

Normovaná prácnosť súčiastky je súčet normovaných prácností všetkých operá cií. Normovaná prácnosť výrobku je daná súčtom normovaných prácností všetkých súčiastok a mnoţstvom ţivej práce potrebnej pri jeho kompletovaní (montáţi).

Na základe normovanej prácnosti moţno vypočítať výrobnú kapacitu výrobných zariadení. Napríklad, pri výrobe jedného druhu výrobkov moţno výrobnú kapacitu skupiny výrobných zariadení (Qk) vyjadriť vzťahom:

Qk = Tef . n. ks / top Kde: Qt je výrobná kapacita vyjadrená v naturálnych jednotkách (kusoch, kg, a pod.)

n - počet výrobných zariadení v skupine,

Qk - počet výrobných skupín.


96

Ak prácnosť operácie je vyjadrená v normohodinách a treba ju vyjadriť v pracovných hodinách, vypočíta sa pomocou koeficienta plnenia výkonových noriem (kn):

t´ = top / kn Kde: ť je prácnosť operácie v pracovných hodinách.

Kapacitná norma výrobnosti výrobného zariadenia pri montáţi (Om) vyjadruje mnoţstvo výrobkov (súčiastok), ktoré moţno vyrobiť a zmontovať na danom výrobnom zariadení a ploche za časovú jednotku a moţno ju vypočítať zo vzorca :

Qm= Tef . A / t´m .a (kus/rok)

Kde: A je celková montáţna plocha (m2),

a - plocha potrebná na jednu montovanú jednotku,

t´m - prácnosť montáţnych operácií v pracovných hodinách (h).

Pri výpočte výrobnej kapacity projektovaných výrobných pracovísk a závodov sa nemá vychádzať z noriem výrobného zariadenia (noriem prácnosti) platných v beţnom období, ale z kapacitných noriem prácnosti. Tieto normy vychádzajú z maximálneho moţného vyuţitia výrobného zariadenia, dokonalejšej organizácie práce, uplatnenia progresívnej technológie, vyššej kvalifikácie a aktivity pracovníkov.

Kapacitná norma prácnosti sa určuje vzťahom :

tkpr = top / kp (Nh)

kde tkpr - je kapacitná norma prácnosti,

kp - koeficient progresivity, vyjadrujúci ďalšiu moţnosť zníţenia prácnosti.

Pri výrobe technologicky podobných výrobkov alebo výrobkov podobných z hľadiska štruktúry prácnosti, výpočty sa vykonávajú na tzv. predstaviteľa výrobkov.

V praxi pri projektovaní na stanovenie počtu výrobných zariadení, počtu pracovníkov, veľkosti plôch, energie surovín a materiálu sa pouţívajú tieto spôsoby kapacitných výpočtov:

pribliţný spôsob výpočtu,

kapacitný výpočet podlá prepočtového plánu (podlá predstavitelov),

kapacitný výpočet podlá presného výrobného programu. Pribliţný kapacitný výpočet sa pouţíva pri projektoch, pri ktorých nie sú plánované

výrobky doteraz konštrukčne objasnené a nie sú k dispozícií výrobné výkresy, technologické postupy a normované prácnosti operácií. Je to veľmi jednoduchý a rýchly spôsob výpočtu. Vychádza z určitých ukazovateľov, ktoré treba zvoliť podľa progresívnych a vysoko organizovaných výrob. Pri výpočte sa pouţívajú buď priame, buď nepriame ukazovatele. Výpočet podľa priamych ukazovateľov je vhodný na získanie základných orientačných údajov pri projektových štúdiách pracovísk a výrobných zoskupení. Pri výpočte pomocou nepriamychukazovateľov sa počíta pomocou niektorého ukazovateľa, napríklad percenta miezd výrobných robotníkov z hodnoty čistej výroby a pod.

Kapacitný prepočet podlá prepočítaného plánu na predstaviteľov sa pouţíva pri projektovaní výroby technologicky podobných výrobkov. Zo skupiny podobných výrobkov sa určí vhodný predstaviteľ a podrobný kapacitný výpočet sa vykoná pre predstaviteľa. Tento výpočet je základom výpočtov kapacít ďalších výrobkov vhodnými


97

koeficientami.

Pri kapacitnom výpočte podlá presného výrobného programu sa vychádza z technologických postupov a normovaných prácnosti výrobných operácií jednotlivých súčiastok. Tento výpočet je veľmi prácny, pretoţe pre kaţdý typ stroja sa musia výpočty vykonávať samostatne.

‚Teoretický počet strojov i - tého typu N´i str potrebných na vykonanie operácií pri jednom druhu súčiastok sa určí podľa vzťahu:

N i str = nsi . top / 60. Tef . ksm . kn

Kde: N i str je teoretický počet strojov,

nsi - počet súčiastok určitého druhu (kus/rok),

top - normovaná prácnosť operácie (Nmin),

Tef - efektívny časový fond výrobného zariadenia pri jednej smene (h/rok),

kn - koeficient priemerného plnenia výkonových noriem (Nh/h).

‚Teoretický poceí strojov j-tého typu N j str potrebných na vykonanie operácií pri n druhoch súčiastok sa určí podľa vzťahu:

N i str = ∑ nsj . topj / 60. Tef . ksm . kn Kde: nsj je počet súčiastok j - tého druhu (kus/rok),

topj - normovaná prácnosť na vykonanie určitej operácie pri j - tej súčiastke (Nmin/kus).

Obyčajne počet strojov vypočítaných teoreticky nie je celé číslo, a preto hodnotu N i str

,treba zaokrúhliť na celý počet strojov Ni str . V tomto prípade sa vypočítava súčiniteľ vyuţitia stroja kvs .

kvs = N i str / Ni str

V rámci kapacitných výpočtov treba osobitnú pozornosť venovať výpočtom skladov. Podkladom na výpočet skladovacích zariadení je veľkosť zásoby materiálu a podkladom na výpočet dopravných a ukladacích zariadení v sklade je obrat materiálu.

Velkosť obratu i-tého druhu materiálu (Vorí ) v objemových jednotkách za rok je:

Vori = 2 .Zi . noi = 2 . Zi . r / Tsi

Kde: ZZZ iii je zásoba i-tého druhu materiálu v m3 za rok,

nnnoooiii - počet obratov i-tého druhu materiálu za rok, r - počet dní za rok,

TTTsssiii — priemerný čas skladovania i-tého druhu materiálu v dňoch.

Počet skladovacích jednotiek i-tého druhu materiálu qsi sa určí na základe vzťahu:

qsi = Zi / Vi . ki Kde: ZZZ iii je zásoba i-tého druhu materiálu v m3,

Vi - loţný objem skladovacej jednotky i-tého druhu materiálu v m3,

ki - súčinitel objemového vyuţitia skladovacej jednotky.


98

‚Užitočný objem skladovacieho zariadenia pre i-tý druh materiálu Vui sa vypočíta zo vzťahu:

Viui = qsi . Vi / kv = ZZZiii /// kv . ks Kde. kv je súčinitel objemového vyuţitia. Celkový užitočný objem skladovacích zariadení Vmje daný súčtom:

Vu =ΣVui (m3)

Kde: m je počet druhov skladovaného materiálu. Hodnota súčinitela kvs v kusovej a v malosériovej výrobe sa má pribliţovať k

hodnote l a v hromadnej výrobe nemá klesnúť pod hodnotu 0,7.

Počet výrobných robotníkov sa určuje podlá počtu strojov a nárokov na obsluhu a na výpočet moţno pouţiť vzťah:

Nvr = tns / Tef . kn

Kde: Nvr je počet výrobných robotníkov,

tns - počet normohodín uvaţovanej skupiny strojov,

Tef - efektívny časový fond robotníka (h),

kn -koeficient priemerného plnenia výrobných noriem (Nh/h).

Počet pomocných a manipulačných robotníkov sa stanovuje na základe analýzy týchto činností.

Počet administratívnych a technicko-ínţinierskych pracovníkov sa stanoví takisto na základe analýzy potreby a nárokov na riadenie a zabezpečenie výroby.

Stanovenie veľkostí plochy sa počíta pribliţným spôsobom na základe ukazova-teľov. Pri dispozičnom riešení sa potom vykonáva spresnenie výpočtu plochy.

Celkovú podlahovú plochu Acel tvoria plochy:

Acel = Av + As + Aita + Asoc + p (m2)

Kde: Av je výrobná plocha, A„ = Ns . as (m2).

Ns - počet strojov, as - plocha na jeden stroj, ktorú moţno určiť z tab. 5.1, Ap - pomocná plocha, Ap = fep„.A,, (m2), kvp - 0,2—0,4 koeficient vyjadrujúci pomer pomocnej plochy k výrobnej ploche,

Asoc - plocha pre sociálne zariadenia,

Aita - plocha potrebná pre inţiniersko-technických a administratívnych pracovníkov,

As - skladovacia plocha.

Orientačné určenie plôch pre výrobné stroje

Druh stroja

Veľkosť plochy (m/stroj) Malý obrábací stroj

Stredne veľký obrábací stroj Veľký obrábací stroj Osobitne veľký obrábací stroj

10 aţ 15 15 aţ 30 30 aţ 50 50 aţ 150


99

Plocha skladu (As) musí zahŕňať aj plochy nevyhnutné na manipuláciu, príjem a výdaj materiálu a cesty:

As = As + Am +Avp +Av +Ao +Ad

kde As je vlastná skladovacia plocha, Am — plocha pre skladovú manipuláciu, AD — plocha hlavných dopravných ciest v sklade, Apv — plocha pre príjem a výdaj materiálov,

Ao — ostatné plochy v sklade.

Pri kapacitnom výpočte elektrickej energie sa vychádza z celkového príkonu výrobných a iných zariadení. Výpočet celkového príkonu moţno vykonať v zásade dvoma spôsobmi: 1. Podlá špecifických spotríeb. Tento výpočet je vhodný v začiatočných fázach projektu, keď ešte nie sú známe inštalované výkony konkrétnych zariadení.

Vychádza sa zo známeho ročného objemu výroby Q (kg, ks, m3, Kčs/rok a pod.) a špecifickej spotreby elektrickej energie (e) na jednotku výroby v KWh. Potom ročná spotreba elektrickej energie Er je: Er = e. Qr (kWh/rok) a priemerný hodinový výkon (Ph) : Ph = Er / Tef . ksm (kW) Navyše treba brať do úvahy maximálny výkon, na ktorý musí krátkodobo napájaci zdroj stačiť: Ph = (1,2-1,5) Ph (kW) 2. Podlá inštalovaných výkonov elektrických spotrebičov. Skutočný odber elektrickej energie sa počíta zo vzťahu:

Psk = εPins, (kW)

kde Psk je skutočný výkon elektrickej energie, Є - súčiniteľ energetickej náročnosti podlá ČSN (íab. 8.4),

Ptinst - inštalovaný výkon zariadení.

Ročná spotreba elektrickej energie je:

E, = Psk.Tpr, (kWh/rok)

kde Tpr je ročný počet hodín prevádzky zariadenia, Pre osvetlenie: Tpr = 300 h/r pre jednu smenu, Tpr = l 500 h/r pre dve smeny, Tpr = 3 800 h/r pre tri smeny.

pv_-_prednasky

Documents

stav povrchovej

ziii je zsoba

total quality

k1 k2

triedu trojprvkovch

triedu jednoprvkovch

tho druhu

vym stupom