Внедрение инновации на ПАО «УМПО» – автоматизированного станка с ЧПУ для токарных операций

Введение


1 Исследование маркетинговых, технических и управленческих качеств инновационного объекта
1.1 Планирование, подготовка и проведение маркетингового исследования параметров разрабатываемой инновации
1.2 Описание инновации по-существу
1.2.1 Описание венца соплового ТВД ГТД
1.2.2 Конструкторско-технологический анализ детали венец соплового ТВД ГТД
1.2.3 Показатель сложности конструкции детали
1.2.4 Показатель точности и шероховатости поверхностей детали
1.2.5 Показатель унификации конструктивных элементов Куэ
1.2.6 Показатель использования материала
1.2.7 Комплексный показатель технологичности
1.2.8 Картирование потока создания ценности
1.3 Описание инновации как объекта управления
1.3.1 Характеристики переменных управления инновации как объекта управления
1.3.2 Характеристика переменных состояния инновации как объекта управления
1.3.3 Формальные связи переменных управления и состояния объекта управления

2 Формирование функциональных моделей реализации инновации
2.1 Функциональная модель инновации
2.2 Модель организационной структуры
2.3 Модель данных
2.4 Модель бизнес-процесса
2.5 База знаний
2.6 Экономическое и финансовое обеспечение инновации

3     Проект системы управления реализацией инновации
3.1 Управление интеграцией проекта
3.2 Управление содержанием проекта
3.3 Управление сроками проекта
3.4 Управление поставками проекта
3.5 Управление рисками проекта
3.6 Управление персоналом проекта  
3.7 Управление коммуникациями проекта
3.8 Управление качеством проекта
3.9 Управление стоимостью проекта



     В современном мире, высокая эффективность деятельности организации во многом зависит от того, насколько она готова адаптироваться ко внешней среде, в какой степени эластичны ее структуры и в какой мере она способна к нововведениям.
     Тема дипломного проекта является актуальной, так как технологическое оборудование цехов морально и физически устарело и продолжает устаревать. Оборудование, применяемое на предприятиях уже не способно отвечать нормам времени из-за слабой автоматизации. Применение нового оборудования с ЧПУ, обладающего высокой степенью автоматизации процессов, низким уровнем потребления электроэнергии, а также имеющих меньшее габариты в сравнении с устаревшими аналогами, позволит не только значительно сократить количество брака, производственные площади, но также повысит качество и технологичность производимой продукции предприятием, и снизит ее себестоимость. Сокращение количества ручных операций при изготовлении деталей, позволит значительно снизить трудоемкость. 
     Целью данной дипломной работы является разработать проект изменения управленческих характеристик производства детали «венец соплового ТВД ГТД».
     Объектом исследований является венец сопловой турбины высокого давления газотурбинного двигателя (сокращенно ТВД ГТД), предназначенный для истребителей Су-27. 
     Проектирование осуществляется на базе публичного акционерного общества «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (сокращенно – ПАО «УМПО»).
     Целью данного дипломного проекта является внедрение инновации на ПАО «УМПО» – автоматизированного станка с ЧПУ для токарных операций, выполняемых при сборке и обработке детали «Венец соплового ТВД ГТД». В настоящее время данную обработку осуществляют вручную с помощью токарного станка модели ЕК-3.
     Для достижения поставленной цели, были сформированы следующие задачи:
     ? планирование, подготовка и проведение маркетингового исследования параметров разрабатываемой инновации, проведение технологического анализа объекта исследования, а также картирование потока создания ценностей;
     ? разработка функциональной и информационной модели, модели бизнес-процесса, а также расчет финансово-экономических показателей проекта;
     ? разработка проекта в соответствии со стандартами методологии PMBOK
1 Исследование маркетинговых, технических и управленческих качеств инновационного объекта
     
     1.1 Планирование, подготовка и проведение маркетингового исследования параметров разрабатываемой инновации
     
     Маркетинговое исследование – это сбор и обработка различных данных и сегментов, предназначенная для понижения неопределенности при управленческих выборах организации, предприятия или фирмы. 
     В России на данный момент очень низкие показатели производительности труда, что вызвано низким качеством производственного оборудования, его моральным и физическим износом. 
     На сегодняшний день, исследования фондов российской промышленности показывают, что износ составляет 80%, в то время как обновление данных фондов составляет 12%. По сравнению с 1970 годом, среднее значение возраста оборудования производственных предприятий увеличился почти в два раза. В 1970 году сред количество станков с возрастом до пяти лет составляло – 40,86%, в то время как в 2016 году – лишь 10,8%. [1]
     В мире, как правило, сами компании инвестируют только 20–30% собственных средств, остальные привлекаются с рынка. В результате идет огромное недоинвестирование компаний.
     В настоящее время, так как, износ основных фондов достиг 80-90%, повсеместно нарушается технологическая дисциплина из-за необходимости использовать некондиционные сырье и материалы.
     В России в 2016 году в промышленности физический износ оборудования составил 67,5%, что соответствует среднему возрасту оборудования в 22,4 года. Данные показатели в США, Китае и Японии составили – 7; 11 и 6 лет соответственно, они предоставлены на рисунке 1.1. 
     
     
     
     Рисунок 1.1 – Средний возраст оборудования за 2015 год
     
     По данным анализа, доля машиностроения в объеме промышленного производства составляет в России 19,5%. 
     Применение нового оборудования, позволит сократить производственные площади, количество брака и повысить качество производимой продукции и снизить ее себестоимость. Значительное снижение объема ручных и наладочных операций позволяет снизить трудоемкость изготовления деталей. 
     Механосборочный цех № 3А-1 является производственной единицей, занятой изготовлением сопловых аппаратов. В цехе производится механическая обработка комплектующих деталей и сборка изделия из них. Одними из узлов, собираемых в этом цехе, являются венец соплового ТВД ГТД. Применение в данном цеху новых станков с гибкими технологиями на базе оборудования с ЧПУ станет возможным выполнение продукции в самые сжатые сроки.
     Для начала рассмотрим, что из себя представляет газотурбинный двигатель (сокращенно ГТД). 
     ГТД – тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины.
     Турбина высокого давления (сокращенно ТВД) – предназначена для преобразования части энергии газового потока, в механическую энергию, используемую для вращения ротора КВД и всех приводных агрегатов двигателя. 
     В настоящее время токарные операции венца соплового ТВД ГТД производятся вручную. Для этого используются токарные станки модели «ЕК-3», что сказывается на производственном процессе.
     Для того чтобы рассмотреть замену универсального станка на станок с ЧПУ, был проведен анкетный опрос сотрудников цеха №3А-1, с помощью которого была собрана первичная информация. Анкета представляла из себя список вопросов, с несколькими вариантами ответов. Всего было опрошено 20 человек. Анкета предоставлена в приложении А.
     С помощью анкеты, построим диаграммы процентного соотношения различных параметров.
     Результаты занимаемых должностей опрашиваемых, по анкетированию можно увидеть на рисунке 1.2.
     
     
     Рисунок 1.2 – Диаграмма опрошенных по занимаемой должности
     Рассмотрим вредные и опасные факторы при применении ручного токарного и сверлильного оборудования на рисунке 1.3.
     
     Рисунок 1.3 – Диаграмма опасных и вредных факторов
     
     Выявим необходимость автоматизации токарного и сверлильной операции с помощью введения станков ЧПУ на рисунке 1.4.
     
     
     Рисунок 1.4 – Диаграмма потребности сотрудников в новых станках с ЧПУ
     Определим осведомленность сотрудников с технологиями работы автоматизированных станков. По данным опроса 80% рабочих цеха 3А-1 умеют выполнять работы на станках с ЧПУ.
     На данный момент в цеху выпускают 90 деталей в год. Выпуск напрямую зависит от количества заказов, поэтому является не стабильным. На сборку одной детали венец соплового ТВД ГТД уходит 33 часа. Из них 9 часов уходит на токарную и сверлильную операции. Введение новых автоматизированных станков с ЧПУ поможет сократить количество операций, а также снизить трудоемкость при производстве детали, что значительно увеличит производительность участка.
     Далее построим диаграмму процентного соотношения, где опрошенные рассматривали факторы, на которые повлияет введение станков с ЧПУ (рисунок 1.5).
     
     
     Рисунок 1.5 – Диаграмма процентного соотношения улучшений от внедрения станков с ЧПУ
     По рисунку 1.5 видно, что большинство опрошенных ожидают, что введение новых станков повлияет на время сборки и затраты на производство детали.
     Для оптимизации производства рассмотрим варианты автоматизированных станков.
     
     
     Рисунок 1.6 – Диаграмма соотношения выбора оборудования по значимым параметрам
     
     Для сравнения характеристик станка, построим таблицу 1.1, где рассмотрим значимые параметры нескольких станков.
Таблица 1.1 – Сравнительная характеристика станков


Параметры
Тяжелый токарный станок c ЧПУ DMTG CKE61100M/6000
Токарно-карусельный станок DMTG CJK5110 с ЧПУ
Одностоечный токарно-карусельный станок DMTG C5125 с УЦИ
1
2
3
4
Габариты, мм.
10820x2300x2200
2107?2711?3515
3380?3360?4000
Общая мощность, кВт
48
42
52
Max диаметр точения, мм
1000
1000
2200
Продолжение таблицы 1.1
1
2
3
4
Мощность
22
22
37
Масса
18000
7100
21800
Количество скоростей вращения 
12
16
16
Автоматическая загрузка/выгрузка детали
-
Есть
Есть
Регулировка частоты вращения шпинделя
Бесступенчатая
Ступенчатая
Ступенчатая
Обороты, об/мин
500
550
620
Производительность, шт.\ч.
40
45
50
Стоимость, руб.
5328634
8219702
1065248
     
     Оценив все параметры, соотношения цены и производственных возможностей, определим, что наилучшими параметрами обладает станок №2.
     Таким образом, токарно-карусельный станок «DMTG CJK5110 с ЧПУ» – является более предпочтительным, нежели: тяжелый токарный станок c ЧПУ «DMTG CKE61100M/6000» и одностоечный токарно-карусельный станок «DMTG C5125 с УЦИ».
     Далее проведем сегментирование с учетом вредных воздействий при токарной и сверлильной обработке венца соплового ТВД ГТД. Данные сегментирования приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 –  Разбиение потребителей на сегменты с учетом вредных веществ
Сотрудники
Опасные и вредные факторы 
Количество опрошенных, чел.
Количество опрошенных, %.
1
2
3
4
Начальник цеха №3А-1

Электрическое поражение
0
0

Действие на кожу едких смазочных жидкостей
0
0

Попадание металлической стружки на кожу
0
0

Неверная регулировка станка
0
0

Влияние на слух шума
1
5%

Механическое повреждение
0
0
Продолжение таблицы 1.2
1
2
3
4
Технологическое бюро
Электрическое поражение
1
5%

Действие на кожу едких смазочных жидкостей
2
15%

Попадание металлической стружки на кожу
3
15%

Неверная регулировка станка
4
20%

Влияние на слух шума
0
0%

Механическое повреждение
0
0%
Участок №2
Электрическое поражение 
0
0%

Действие на кожу едких смазочных жидкостей
0
0%

Попадание металлической стружки на кожу
1
5%

Неверная регулировка станка
3
15%

Влияние на слух шума
1
5%

Механическое повреждение
0
0%
Экономический отдел
Электрическое поражение 
0
0%

Действие на кожу едких смазочных жидкостей
1
5%

Попадание металлической стружки на кожу
0
0%

Неверная регулировка станка
1
5%

Влияние на слух шума
0
0%

Механическое повреждение
2
10%

     По таблице 1.2 были выявлены наиболее вредные факторы влияния на организм человека. Большинство сотрудников цеха считают, что к данным факторам относятся:
      1) действие на кожу едких смазочных жидкостей (35% опрошенных);
      2) попадание металлической стружки на кожу (20% опрошенных);
      3) неверная регулировка станка (20% опрошенных).
     Далее необходимо рассмотреть мнение сотрудников о смене станка. Для дальнейшего сегментирования и рассмотрения мнения, построим таблицу таблице 1.3.
Таблица 1.3 – Выявление целевого сегмента с учетом мнения сотрудников о смене станка
Мнение о необходимости замены станка
Сотрудник
Количество опрошенных человек
Количество опрошенных %
Да
Начальник цеха 3А-1
1
5%

Техническое бюро 
5
25%

Участок №2
2
10%

Экономический отдел
3
15%
Нет
Начальник цеха 3А-1
-
0%

Техническое бюро 
1
5%

Участок №2
2
10%

Экономический отдел
1
5%
Не знаю
Начальник цеха 3А-1
-
0%

Техническое бюро 
-
0%

Участок №2
3
15%

Экономический отдел
2
10%
     
     По таблице 1.3 видно, что большинство сотрудников (55%) считают замену станка необходимой, большую часть из них составляют инженеры-технологи. Некоторые сотрудники против установки станка с ЧПУ (20 %), воздержались от ответа сотрудники с участка №2 и отдела разработки (25%).
     Проведем разбиение на сегменты с учетом влияния нового станка в таблице 1.4
Таблица 1.4 – Разбиение на сегменты с учетом влияния введения станка с ЧПУ на рабочий процесс
Сотрудники
Влияние внедрения станка
Количество опрошенных, чел.
Количество опрошенных, %.
1
2
3
5
Начальник цеха №3А-1

Время сборки
1
5%

Точность определенных операций
-
0%

Количество выпускаемых деталей
-
0%

Затраты на производство
-
0%

Продолжение таблицы 1.4
1
2
3
4
Технологическое бюро
Время сборки
3
15%

Точность определенных операций
1
5%

Количество выпускаемых деталей
1
5%

Затраты на производство
2
10%
Участок №2

Время сборки
2
10%

Точность определенных операций
2
10%

Количество выпускаемых деталей
2
10%

Затраты на производство
2
10%
Экономический отдел

Время сборки
1
5%

Точность определенных операций
1
5%

Количество выпускаемых деталей
0
0%

Затраты на производство
4
20%

     Из таблицы 1.4 видно, что большинство сотрудников цеха 3А-1 считают, что замена ручного токарного и сверлильного станка на станок с ЧПУ повлияет на затраты на производство и время сборки детали.
Таблица 1.5 – Изменения в штате сотрудников с приобретением нового автоматизированного станка с ЧПУ
Мнение о штате
Сотрудник
Количество опрошенных, чел.
Количество опрошенных, %.
Обучить имеющихся сотрудников

Начальник цеха 3А-1
1
5%

Техническое бюро 
3
15%

Участок №2
7
35%

Экономический отдел
3
15%
Принять на работу новых сотрудников

Начальник цеха 3А-1
-
0%

Техническое бюро 
4
20%

Участок №2
0
0%

Экономический отдел
2
10%
     
     По данным таблицы 1.5 видно, что большинство сотрудников считают, что можно обучить уже имеющийся коллектив для работы на станках с ЧПУ.
     После проведения сегментирования, можно сделать вывод, что большинство сотрудников хотят заменить ручные сверлильный и токарный станок на станки с ЧПУ. К целевому сегменту, можно отнести всех сотрудников цеха 3А-1. Они считают, что автоматизированный станок с ЧПУ, поможет избежать вредного воздействия на сотрудников цеха, а также сократить время сборки и затраты на производство детали венец соплового ТВД ГТД. При этом большинство опрошенных считают, что нет необходимости нанимать новых рабочих, но потребуется провести обучение для имеющихся сотрудников. Оценив характеристики 3 вариантов станков и выбрав наиболее подходящий, а также проведя опрос сотрудников, можно сделать вывод, что цеху 3А-1 необходим токарно-карусельный станок «DMTG CJK5110 с ЧПУ».
     
     
     1.2 Описание инновации по-существу
     
     В данном разделе рассмотрим описание самой инновации. Для этого рассмотрим, что из себя представляет деталь «венец соплового ТВД ГТД», цех и участок непосредственно на которым происходит его производство, а также проведем конструкторско-технологический анализ данной детали и расчет финансово-экономических показателей.
     
     
     1.2.1 Описание венца соплового ТВД ГТД
     
     Рассматриваемая деталь венец соплового ТВД ГТД обрабатывается и собирается на участке сборки группы №2 цеха № 3А-1.
     Цех №3А-1 – механосборочный является производственной единицей, занятой изготовлением сопловых аппаратов. В цехе производится механическая обработка комплектующих деталей и сборка изделия из них.
     Цех №3А-1 состоит из пяти участков (приложение В):  
      * механический участок группы №1 – занят обработкой крупно – габаритных корпусных деталей из жаростойких и жаропрочных деталей на токарно-карусельных станках и станках с программным управлением;
      * участок сборки группы №2 – занят сборкой сопловых аппаратов и обработкой узлов в сборе на специальном оборудовании; 
      * механический участок группы №3 – занят высоко – точной обработкой узловых деталей; 
      * участок прожига группы №4 – занят обработкой лопаток, блоков лопаток, вставок и кольцевых деталей на шлифовальном, специальном шлифовальном оборудовании сухой шлифовки, на электроэрозионных станках, полировальных и сверлильных станках; 
      * механический и шлифовальный участок группы №5.
     Работающих в цеху по списочному составу – 418 человек. Количество основных производственных рабочих – 191 человек. Количество рабочих занимающихся, производством и обработкой детали составляет 18 человек. 
     Общее количество оборудования в цеху – 311 единиц. Цех состоит из 5 производственных участков на которых:
      * участок №1 – 71 единица оборудования;
      * участок №2 – 23 единицы оборудования;
      * участок №3 – 73 единицы оборудования; 
      * участок №4 – 72 единицы оборудования;
      * участок №5 – 41 единица оборудования; 
     Для обработки детали «венец соплового ТВД ГТД» используется 11 ед. оборудования.
     Длительность производства детали – 3 дня.
     Средняя стоимость детали составляет 160 тыс. руб.
     Численность работающих за 2017 год – 446 человек.
     Фонд заработной платы за 2017 год – 27103,42 тыс. руб.
     Для начала рассмотрим, что из себя представляет газотурбинный двигатель. Газотурбинный двигатель (ГТД) – тепловой двигатель, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и нагретого газа преобразуется в механическую работу на валу газовой турбины. В отличие от поршневого двигателя, в ГТД процессы происходят в потоке движущегося газа. Сжатый атмосферный воздух из компрессора поступает в камеру сгорания, куда также подаётся топливо, которое, сгорая, образует большое количество газообразных продуктов сгорания под высоким давлением. Затем в газовой турбине энергия давления продуктов сгорания преобразуется в механическую работу за счёт вращения лопаток, часть которой расходуется на сжатие воздуха в компрессоре. Остальная часть работы передаётся на приводимый агрегат. Работа, потребляемая этим агрегатом, и считается полезной работой двигателя. Газотурбинные двигатели имеют самую большую удельную мощность среди ДВС, до 6 кВт/кг. Деталь венец соплового ТВД ГТД входит в состав ТВД двигателя АЛ-31Ф, который устанавливается на истребителя «СУ-27».
     АЛ-31Ф – авиационный турбореактивный двигатель с форсажной камерой и управляемым вектором тяги (УВТ).
     В качестве топлива может использоваться любое горючее, которое можно диспергировать: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ, судовое топливо, водяной газ, спирт и измельчённый уголь.
     Турбина в ГТД – осевая, двухступенчатая, состоит из одноступенчатой ТВД и одноступенчатой ТНД. Обе турбины имеют охлаждаемые воздухом сопловые и рабочие лопатки. На пониженных дроссельных режимах работы с целью повышения экономичности двигателя выполнено частичное отключение охлаждения турбины. (приложение Ж)
     ТВД – предназначена для преобразования части энергии газового потока, в механическую энергию, используемую для вращения ротора КВД и всех приводных агрегатов двигателя. Состоит из соплового аппарата второй ступени, ротора, опорного венца.
     Венец сопловой ТВД предназначен для размещения задней опоры ротора ТВД и образует проточную часть между ТВД и ТНД. Он состоит из наружного кольца, блоков сопловых лопаток 2 (14 блоков по 3 лопатки в каждом) и внутреннего кольца с аппаратом закрутки. Сопловые блоки крепятся к наружному кольцу винтами, внутреннее зафиксировано на цапфах сопловых блоков, аппарат закрутки крепится ко внутреннему кольцу винтами. Сопловые лопатки, устанавливаемые в венец соплового ТВД пустотелые, двуполостные, дефлекторные, охлаждаемые. Форсажная камера – общая для ТВД И ТНД. 
     Сопловой венец ТВД входит в состав узла – турбина газогенератора. Он входит в состав двигателя АЛ-31ф, который устанавливается на истребителей «СУ-27»
     Деталь изготавливается из сплава ХН62МВЮТ – ВД. Вес детали составляет 58,5 кг. Габаритные размеры венца соплового ТВД 108 х ?823.
     На рисунке1.7 и представлен эскиз детали «Венца соплового ТВД ГТД».
     

     Рисунок 1.7 – Эскиз детали «Венец соплового ТВД ГТД»
     
     В данный момент все этапы сборки венца соплового ТВД ГТД производятся вручную. Для улучшения производительности и снижения трудозатрат при производстве детали, было внесено предложение заменить токарный и сверлильный станки на автоматизированный токарно-карусельный станок «DMTG CJK5110 с ЧПУ» и был предложен проект по внедрению данного станка. 
     Процесс сборки венца соплового ТВД ГТД включает в себя 28 операций, которые предоставлены в таблице 1.6. Процесс перемещения детали представлен в приложении Е.
Таблица 1.6 – Операции производства венца соплового ТВД ГТД
Наименование работ
Трудоем-кость, мин
Должность исполнителя
Количество исполните-лей, чел
Применяемое оборудование

i
?

i
?

1
2
3
4
5
6
7
8
Техологическая подготовка
3,1,1
Комплектование
 
6,40
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,2
Слесарно-сборочная
 
17,50
Комплектовщик
 
1
Верстак слесарный
3,1,3
Слесарно-сборочная
 
51,40
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,4
Слесарная
 
58,50
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,5
Сверлильная
 
123,30
Сверловщик
 
1
2А56
3,1,6
Токарная
 
75,30
Токарь
 
1
ЕК-3
3,1,7
Токарная
 
70,40
Токарь
 
1
ЕК-3
3,1,8
Токарная
 
77,10
Токарь
 
1
ЕК-3
3,1,9
Слесарно-сборочная
 
71,70
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,10
Слесарно-сборочная
 
9,80
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,11
Токарная
 
109,60
Токарь
 
1
ЕК-3
3,1,12
Слесарно-сборочная
 
41,30
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,13
Слесарно-сборочная
 
79,00
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,14
Разборка
 
32,30
Слесарь
 
1
Контрольный стол
3,1,15
Слесарная
 
49,90
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,16
Слесарно-сборочная
 
4,60
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,17
Контроль
 
588,00
Контроллер 
 
1
Стол контрольный
Продолжение таблицы 1.6
1
2
3
4
5
6
7
8
3,1,18
Слесарно-сборочная
 
18,80
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,19
Слесарно-сборочная
 
113,70
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,20
Слесарно-сборочная
 
78,60
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,21
Слесарно-сборочная
 
6,30
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,22
Контроль
 
0,00
Контроллер 
 
1
Стол контрольный
3,1,23
Слесарно-сборочная
 
55,00
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,24
Слесарно-сборочная
 
63,30
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,25
Контроль 
 
0,00
Контроллер 
 
1
Стол контрольный
3,1,26
Слесарная
 
84,00
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,27
Слесарная
 
86,10
Слесарь
 
1
Верстак слесарный
3,1,28
Сдача
 
0,00
 
 
1
 

     При введении данной инновации будет возможным объединение токарных и сверлильную операцию в одну, что приведет к:
      1) Сокращению времени сборки детали;
      2) увеличению точности операций обработки;
      3) увеличению количеству выпускаемых деталей;
      4) сокращению затрат на производство.
     Рассмотрим сам станок «DMTG CJK5110 с ЧПУ». 
     Токарно-карусельный станок DMTG CJK5110 с ЧПУ – одностоечный, имеет два суппорта: вертикальный и боковой. Данный станок с высокопрочной конструкцией предназначен для обработки деталей с высокой степенью точности. Такие детали могут иметь большой диаметр и массу, но при этом относительно небольшую высоту. Расположение планшайбы в горизонтальной плоскости облегчает процедуру установки, выверки и закрепления на нем массивных заготовок, вес которых может составлять несколько десятков тонн [3]. 
     Варианты использования:
      * обтачивание и растачивание цилиндрических, конических и рельефных поверхностей, обрезку по поверхности торцов, протачивание кольцевых углублений и отрезку;
      * сверление центральных отверстий, зенкерование и развертывание; 
      * при одновременном использовании нескольких инструментов, установленных на разных суппортах, можно выполнять много инструментальную обработку.
     Преимущества станка:
      * наличие ЧПУ;
      * наличие ШВП по осям станка CJK5110;
      * наличие автоматической резцедержки;
      * автоматическое переключение скоростей шпинделя;
      * наличие системы импульсной смазки;
      * позволяет заменить лоботокарные станки.
     Жесткость и надежность конструкции позволяют обрабатывать изделия с высокой степенью точности. Наличие шарико-винтовых передач дает возможность создать надежные и экономичные изделия. Шарико-винтовые передачи представляют собой винт и гайку, имеющую криволинейный профиль с винтовыми канавками. По этим канавкам между витками гайки и винта по замкнутой траектории катятся шарики. Как правило, ШВП имеют 1-6 рабочих витков. В случае, если передача сильно загружена, как, например, в тяжелых станках, то число витков больше.
     Главным движением в карусельных станках является вращение стола, несущего заготовку. Горизонтальное и вертикальное перемещения бокового и вертикального суппортов являются движениями подачи. 
     
     1.2.2 Конструкторско-технологический анализ детали венец соплового ТВД ГТД
     
     Технологичность детали представляет собой совокупность свойств констркций, которые оптимизируют затраты труда, материалов и времени при технической подготовке производства и изготовлении детали по сравнению с соответствующими показателями однотипных конструкций с установленными значениями показателей качества в принятых условиях изготовления.
     Так как деталь венец соплового ТВД ГТД является сборочной, то рассмотрим констркуторско-технологический анализ относительно детали кольцо, которая входит в состав венца соплового ТВД ГТД.
     Количественный анализ технологичности детали осуществляют, вычисляя комплексный показатель технологичности, который определяют по средневзвешенным значениям относительных частных коэффициентов с учетом коэффициентов, характеризующих весовую значимость частных коэффициентов технологичности, то есть степень их влияния на трудоемкость изготовления детали.
     Определение частных показателей технологичности деталей (таблица 1.7) производится на основе поэлементного анализа конструкции деталей с учетом принятого способа их изготовления и вида материала. Рассмотрим нормативные элементы технологичности для детали кольцо венца соплового ТВД ГТД.
Таблица 1.7 – Нормативные значения коэффициентов технологичности

Наименование частного
Обозначение
Весовые коэффициенты
1.
Показатель обрабатываемости материала
Ком
0.8
2.
Показатель сложности конструкции детали
Ксл
0.7
3.
Коэффициент точности и шероховатости поверхностей
детали
Кпов
0.6
4.
Показатель унификации конструктивных элементов
Куэ
0.7
5.
Показатель использования материала
Ким
1.0
     
     1.2.3 Показатель сложности конструкции детали 
     
     Для рассмотрения квалитетов точности, обратимся к рисунку 1.8, на котором приведены параметры оптимальных соотношений параметров деталей. Параметр Ra для j–ой поверхности показывает оптимального сочетания на диаграмме.

Рисунок 1.8 – Оптимальные соотношения параметров поверхности

     Положение реальной поверхности на рисунке 1.8, определяется ее размерами и квалитетом. Величины mj лежат в пределах от 0 до 4. Если при расчете по формуле оказывается, что А > 1, то в выражение подставляется А =  1.
     Коэффициент обрабатываемости материала Ком определяется, но диаграмме, приведенной на рисунке 1.9, где по оси абсцисс отложен коэффициент Кv. Для удобства пользования диаграммой на оси абсцисс приведены значения коэффициентов для наиболее характерных, широко распространенных при изготовлении деталей приборов материалов.
     

Рисунок 1.9 – Зависимость показателя обрабатываемости материала Kом от коэффициента относительной обрабатываемости Kv.

     В соответствии с рисунком 1.9 определяем, что для стали ХН62МКВЮ коэффициент относительной обрабатываемости Kv = 0.08. Откладывая это значение Kv по оси абсцисс диаграммы, показанной на рисунке 1.9, находим, что показатель обрабатываемости материала составляет Kом = 0.5.
Таблица 1.8 – Конструктивные параметры детали «Кольцо ТВД ГТД»
№. Пов.
Форма
Ra, мкм
IT
Раз-мер, мм
Вид обработки
Дополнительные требования
1
2
3
4
5
6
7
1
Плоскость
1.6
9
855
точение
Нет
2
Цилиндр
1.6
14
845
точение
Нет
3
Цилиндр
1.6
14
835
точение
Нет
4
Цилиндр
1.6
13
825
точение
Нет
5
Цилиндр
1.6
15
805
точение
Нет
     Продолжение таблицы 1.8
1
2
3
4
5
6
7
6
Цилиндр
1.6
11
55
точение
Нет
7
Цилиндр
1.6
12
45
точение
Нет
8
Конус
1.6
16
12
точение
Нет
9
Конус
1.6
14
25
точение
Есть(толщина слоя 0,02мм-0,08мм)
10
Цилиндр
1.6
13
50
точение
Нет
11
Цилиндр
1.6
10
75
точение
Нет
12
Цилиндр
1.6
13
45
точение
Нет
13
Цилиндр
1.6
15
35
точение
Нет
14
Цилиндр
1.6
16
10
точение
Нет
     
     m1 = 0 – Поле допуска поверхности №1,12,15 принадлежит 9,10-ому квалитету точности, и номинальный размер поверхности лежит в интервале от 30 до 50, 800 до 1000 мм. Следовательно, оптимальные зоны из таблицы 1.7 для этой поверхности – зона 4. Кпов предъявлено требование по шероховатости: Ra = 1.6 мм. Следовательно, по параметру шероховатости эта поверхность должна попасть в зону 4. В результате имеем, что Кпов отстоит от оптимальной зоны на одну зону. Поэтому m5 и равен 1.
     Имеем:
     
                                     (1)

                                           (2)

                                    (3)

                                          (4)

     Тогда:
     
     
     
     1.2.4 Показатель точности и шероховатости поверхностей детали 
     
     Этот коэффициент определяется по таблице 1.9
Таблица 1.9 – Численные значения коэффициента точности и шероховатости поверхностей детали.
№ зоны
в таб. 4

	Шероховатость поверхности Ra, мкм.

12,5
6,3
3,2
1,6
0,8
0,4
0,2
0,1
0,05
1
1,0
0,95
0,90
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,6
2
Х
0,9
0,85
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
3
Х
Х
0,80
0,75
0,70
0,65
0,60
0,55
0,5
4
Х
Х
Х
0,70
0,65
0,60
0,55
0,50
0,45
5
Х
Х
Х
Х
0,60
0,55
0,50
0,45
0,4
     
     Для определения этого коэффициента воспользуемся таблицей 1.7, по номинальному размеру и квалитету попадают в зону 4, а их заданная шероховатость:
     Ra=1.6 мкм.
      В таблице 1.8 они попадают в заштрихованную клетку. Поэтому Кпов = 0.7
     
     
     1.2.5 Показатель унификации конструктивных элементов Куэ
     
     Имеем:
     Nэ = 16 штук – общее количество конструктивных элементов в детали.
     Nуэ = 15 штук – количество унифицированных конструктивных элементов в детали.
     n=0 штук – количество нетехнологичных элементов в детали, обоснование не технологичности которых дается после таблицы, составленной на первом этапе расчетов.
     Воспользуемся формулой:
     
                   (6)
     
     Таким образом получаем показатель унификации, который равен 0,93
     
     
     1.2.6 Показатель использования материала 
     
     Из рабочего чертежа детали имеем, что масса получаемой детали: МД = 11,5 кг
     Тогда коэффициент использования материала определяется по соотношению:
     
                            (7)
     
     Для повышения этого показателя, как правило, рекомендуется выбирать заготовку, получаемую другими способами, например, литьем, штамповкой и другие. Однако, в таком случае, стоимость заготовки становится выше, что является экономически эффективным в условиях крупносерийного производства данной детали.
     Если при подсчете коэффициента технологичности KT детали, он оказывается меньше [К], то следует выбрать способ получения заготовки, обеспечивающий повышение коэффициента использования материала.
     1.2.7 Комплексный показатель технологичности
     
     На последнем этапе комплексный показатель технологичности детали рассчитывается по следующей формуле:
     
                                (8)
     
     где µi выбирают из таблицы 1, тогда:
     
     
     
     В результате имеем, что комплексный показатель технологичности детали больше нормативного значения показателя технологичности, который для данной детали КT = 0,70. Что говорит о говорит о высокой технологичности детали «Кольцо соплового венца ТВД ГТД».
     
     
     1.2.8 Картирование потока создания ценности
     
     Диаграмма спагетти – траектория движения детали, изделия, документа, отражающая переход от одной стадии обработки к другой по потоку создания ценности, которая отображается на планировках помещений, а также может учитывать перемещения за пределами подразделения и предприятия [4].
     Карту потока создания ценности, как и любой другой инструмент бережливого производства, необходимо постоянно использовать для совершенствования производственного процесса на основании принципов бережливого производства.
     Построение КПСЦ – это периодически повторяющееся мероприятие, которое с каждой новой итерацией помогает улучшать производственный процесс. Периодичность составления и пересмотра КПСЦ зависит от степени сложности анализируемого процесса.
     Рассмотрим технологический процесс сборки детали венец соплового ТВД ГТД, который включает в себя операции по сборке: 
      * слесарная; 
      * комплектовочная; 
      * контрольная. 
     А также включает в себя операции по обработке детали:
      * сверлильная; 
      * токарная.
     Данные операции выполняют в цеху №3А-1, на участке №2.
Таблица 1.10 – КПСЦ «Как есть» детали «Венец соплового ТВД ГТД»
Обработка
Транспортировка
Простои
Контроль качества
Операция, действие
Количество человек
Время, мин
Расстояние, м
1
2
3
4
5
6
7
8
?
?
?
?
Перемещение для начала сборки
1
8
90
?
?
?
?
Комплектование
1
6,40

?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
17,50

?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
51,40

?
?
?
?
Слесарная
1
58,50

?
?
?
?
Перемещение на сверлильную операцию
1
5
50
?
?
?
?
Сверлильная
1
123,30

?
?
?
?
Перемещение на токарную операцию
1
2
16
?
?
?
?
Токарная
1
75,30

?
?
?
?
Перемещение на токарную операцию
1
1
2
?
?
?
?
Токарная
1
70,40

?
?
?
?
Токарная
1
77,10

?
?
?
?
Перемещение на слесарно-сборочную операцию
1
3
39
Продолжение таблицы 1.11
1
2
3
4
5
6
7
8
?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
71,70

?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
9,80

?
?
?
?
Перемещение на токарную операцию
1
5
47
?
?
?
?
Токарная
1
109,60

?
?
?
?
Перемещение на слесарно-сборочную операцию
1
5
47
?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
41,30

?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
79,00

?
?
?
?
Разборка
1
32,30

?
?
?
?
Слесарная
1
49,90

?
?
?
?
Слесарно-сборочная
1
4,60

?
?
?
?
Перемещение на контрольную операцию
1
1
2
?
?
?
?
Контроль
1
588.......................