Пример серийного производства: Техническая документация для любого типа производства: единичного, серийного, массового
alexxlab | 06.04.2023 | 0 | Разное
Серийное производство
Под серийным производством принято подразумевать особую форму организации производства, которая характеризуется выпуском различного рода изделий большими партиями с соблюдением определенных временных периодов выпуска.
Особенности серийного производства
В основе серийного производства лежит выпуск однородной продукции партиями определенного размера. При организации такого производства предприятие строго соблюдает количество выпускаемого товара и ориентируется на сроки, которые указаны в производственном плане. В настоящее время серийный выпуск продукции получил широкое распространение как среди мелких фирм-производителей, так и среди крупных корпораций.
Специфические условия серийного производства способствуют эффективному оборудованию рабочих мест предприятия, каждое из которых приспосабливается под выполнение конкретной технологической операции. Такой подход позволяет снизить уровень себестоимости выпускаемых товаров за счет уменьшения размеров производственных площадей, более выгодного применения рабочей силы, а также снижения затрат на сырьевые материалы и зарплату сотрудникам.
В качестве продукции серийного производства выступают товары стандартного типа: транспортные средства, оборудование для химической промышленности и металлургии, сельскохозяйственное сырье и т.д.
В целом, можно выделить следующие особенности современного серийного производства:
– выпуск продукции сериями в зависимости от номенклатуры ограниченного типа, связанной с повторяющимися товарами;
– высочайшая скорость производства;
– типизация процесса узкоспециализированных товаров;
– особый подход к организации рабочих мест;
– наличие узкоспециализированного оборудования;
– привлечение к рабочему процессу сотрудников средней квалификации;
– осуществление механического контроля за качеством выпускаемой продукции.
Виды серийного производства
Современное серийное производство принято разделять на три основных вида:
1. Производство мелкосерийное. Данный вид серийного производства относится к единичному: товар, выпускаемый предприятием, контролируется производственным планом, в котором четко определены размеры серий.
Что же касается регулярности выпуска, то она может как оставаться неизменной, так и меняться в зависимости от тех или иных условий потребительского рынка. Предприятие при этом непрерывно осваивает новую продукцию, дабы со временем избавиться от необходимости выпускать устаревшие, переставшие быть востребованными, товары.
2. Производство среднесерийное. Предприятие, специализирующееся на данном виде серийного производства, выпускает свою продукцию крупными партиями ограниченной номенклатуры. Выпуск серий осуществляется регулярно и контролируется руководством и экспертами организации. При среднесерийном производстве применяются только определенные виды производственного оборудования, позволяющие качественно организовать параллельно-последовательный вид движения предметов труда. Предприятия, занимающиеся таким видом деятельности, работают в соответствии со всеми технологическими требованиями серийного производства и имеют предметно-замкнутые участки.
3. Производство крупносерийное.
Предприятие, специализирующееся на крупносерийном производстве, занимается выпуском крупных серий продукции. Производственный процесс выстраивается в рамках определенной программы, в соответствии с которой приоритет выпуска отдается наиболее значимым видам товаров. Все рабочие места при крупносерийном производстве обязаны быть оборудованы техническими устройствами и приборами, позволяющими сохранять как параллельный, так и параллельно-последовательный виды движений предметов труда.
Преимущества серийного производства
В качестве основных преимуществ серийного производства можно выделить:
– невероятно высокую эффективность применения инновационных технологий и оборудования;
– возможность детальной разработки способов экономии на расходных материалах и рабочей силе;
– практически полное отсутствие необходимости перенастройки оборудования с целью начала производства другого вида продукции.
Кроме всего прочего, серийное производство считается отличным решением для тех компаний, которые занимаются оптовыми поставками каких-либо узкоспециализированных товаров и не желают тратить на производство большое количество финансовых средств.
Выпуская свою продукцию два или три раза в год, такие предприятия могут удовлетворять потребности рынка, избегая при этом рисков возникновения ситуации избыточного выпуска.
Параграф 3.2 Классификация производств и технологий
Главная сайта | В меню | Классификация производств и технологий
* Приведите примеры одних и тех же видов работ, которые выполняются разными методами и с помощью разных средств труда.
Классификация — это распределение каких-либо объектов по отдельным группам. В группу объединяются объекты, имеющие общие для всех признаки.
Такая классификация по существенным признакам называется типологией.
Технологии можно классифицировать в соответствии с особенностями промышленного производства. В зависимости от количества выпускаемой продукции существующие производства делятся на единичное, серийное и массовое.
На предприятии единичного производства одновременно выпускают малое количество одинаковых изделий, повторное изготовление которых обычно не предусматривается
(рис.
Рис. 3.3. Изготовление изделий в ателье является единичным производством
На предприятии серийного производства постоянно повторяют выпуск больших партий ранее выпускавшихся изделий (рис. 3.4).
Рис. 3.4. Пример серийного производства — производство автомобилей
На предприятии массового производства продолжительное время выпускают большой объём одинаковых изделий. Сборку таких изделий обычно выполняют конвейерным способом. На рисунке 3.5 изделием является печенье.
Рис. 3.5. Конвейерное производство печенья
Некоторые виды производств осуществляются непрерывно, без остановок.
К непрерывным производствам относятся, например, выплавка чугуна в доменных печах и производство электроэнергии электростанциями (рис. 3.6).
Рис. 3.6. Доменная печь (а). Гидроэлектростанция (б)
Технологии также классифицируют в соответствии с видами отраслей (табл. 3.1).
Таблица 3.1
Классификация технологий
| Виды технологий | Технология |
| Производственных отраслей | Энергетическая, металлургическая, химическая, машиностроительная, строительная, лёгкой промышленности, пищевой промышленности и др. |
| Непроизводственных отраслей | Педагогическая, научных исследований; художественная, медицинская, торговли; бытового, художественного и информационного обслуживания и др. |
| Универсальные | Познавательная деятельность, трудовая деятельность и предпринимательство, художественное и техническое творчество и др. |
Словарь
классификация; единичное производство; серийное производство; массовое производство.
Проверьте себя:
1. Что означает понятие «классификация»?
2*. Для чего нужна классификация объектов?
3. Назовите изделия единичного производства, которые есть в вашем доме.
4 *. Почему турбины для электростанций делают по технологиям единичного производства, а телевизоры — по технологиям массового производства?
Попробуйте обосновать, в каком случае изготовление обуви или пошив одежды становится единичным производством, а в каком — серийным.
Проектирование для аддитивного производства: Серийное производство
Производство для производства долгое время основывалось на хорошо зарекомендовавших себя методах и процессах. Такие процессы обработки, как фрезерование, токарная обработка, сверление и литье под давлением, опробовались, тестировались, тщательно изучались и дорабатывались на протяжении сотен лет, и сегодня они составляют совокупность производственных ноу-хау, которые используются и которым доверяют тысячи компаний по всему миру. Поэтому, когда появляется такая потенциально разрушительная для существующего состояния производства технология, как AM, возникает естественная нерешительность в отношении переработки процессов, переопределения производственной логистики и полного принятия этой новой технологии и доверия к ней.
В мире производства AM — (относительно) новичок в этом блоке, его самые ранние составы относятся к 1980-м годам. Но из-за технических и материальных ограничений эта технология долгое время оставалась синонимом быстрого прототипирования — в первую очередь это было средство быстрой разработки и тестирования ранних версий деталей или продуктов, прежде чем инвестировать в полномасштабные производственные процессы для конечного использования и производства.
производственные цели.
Но сегодня, с появлением различных технологий и растущего ассортимента материалов, состоящего из металлов, полимеров, керамики и композитов, более быстрых принтеров и более сложных программных решений, появилось аддитивное производство для серийного производства. AM больше не технология будущего, это технология сегодняшнего дня.
В этой статье будет рассмотрена роль, которую аддитивное производство играет в серийном производстве, и то, как оно заменяет или дополняет традиционные методы производства. В частности, мы рассмотрим два пути производства AM: массовая настройка и массовое производство.
1. Жизненный цикл продукта и массовая настройка с помощью AM
Компании понимают, что продукты, которые они производят, имеют ограниченный срок годности. Когда новый продукт выводится на рынок, он движется по траектории роста, поскольку интерес к продукту возрастает, пока не достигает пика и неизбежно снижается либо из-за насыщения рынка новыми игроками, либо из-за изменения потребительского желания, либо из-за ряда других причин.
рыночные факторы. В результате на предприятия постоянно оказывается давление, чтобы они постоянно инвестировали в разработку новых продуктов и выводили новые продукты на рынок, чтобы оставаться жизнеспособными. Это особенно верно в отношении рыночных тенденций, указывающих на то, что типичные жизненные циклы продуктов значительно сокращаются.
Индивидуализация продукта значительно продлевает срок службы продукта, то есть производство продуктов, персонализированных для конечного пользователя, с функциональными или эстетическими модификациями или их сочетанием.
Одним из основных преимуществ AM является то, что он может легко удовлетворить растущий спрос на продукты, персонализированные специально для каждого клиента. AM также позволяет компаниям быстро адаптироваться к новым рыночным тенденциям, предлагая больше вариантов своих продуктовых линеек и модифицируя свои производственные процессы для меньших размеров партий.
В то время как традиционное производство сосредоточено на упрощении продуктов для снижения затрат, природа AM открывает двери для предприятий, которые разрабатывают продукты специально для конечного пользователя, позволяя им предоставлять индивидуальные решения по более высокой цене и продлевать срок годности продукта.
Возможно, нет лучшего примера масштабной персонализации, чем стельки inStryde, которые используют уникальные особенности каждого отдельного клиента для создания идеального ортопедического решения, обеспечивающего одновременно комфорт и доступность. Стельки, изготовленные с использованием процесса Carbon DLS, печатаются и отправляются по требованию.
Из-за изначально высоких затрат на настройку и инструменты подобная настройка в обычном производстве неслыханна — предельные затраты, связанные с добавлением настраиваемых функций в продукт, значительны. Крупные первоначальные инвестиции могут быть экономичными в сценарии массового производства, когда инвестиции распределяются по всем единицам произведенной продукции. И именно поэтому сложность продукта сведена к минимуму, что позволяет повысить производительность и снизить затраты.
В Additive все делается с помощью одного и того же программного обеспечения, с использованием одних и тех же принтеров, что позволяет быстро реагировать на потребительский спрос; предельные затраты, связанные с кастомизацией продукта, минимальны.
При наличии процессов печать пользовательской детали становится такой же простой, как использование другого файла САПР.
А как насчет более крупного производства? Является ли AM жизнеспособным решением для замены или дополнения существующих процессов и производства деталей в больших масштабах? Да, это. Такие компании, как BMW, используют аддитивную технологию — например, Multi Jet Fusion от HP — для оптимизации своих производственных линий, чтобы производить более качественные и функциональные продукты в масштабе для своих клиентов.
За последнее десятилетие BMW использовала аддитивную технологию для производства более миллиона деталей для своих автомобилей.2. Соображения для крупномасштабного производства с аддитивным производством
Чтобы получить наибольшую выгоду от аддитивного производства, инженеры и разработчики продуктов должны адаптироваться к разработке специально для аддитивного производства и действительно учитывать единство дизайна, технологии и процесса одновременно для определить, какие детали подходят для данной технологии.
Небольшие детали, для которых обычно требуются инструменты, например, могут быть хорошими кандидатами, поскольку принтер DLS может воспроизводить эти детали большими партиями и за меньшее время, чем для формовки или механической обработки деталей. Экономия денег здесь проявляется в основном в устранении или минимальных требованиях к постобработке или экономии материала, как это может быть в случае с субтрактивными процессами.
Небольшие детали, которые обычно требуют литья и механической обработки, могут быть изготовлены с использованием принтера DLS, создающего детали почти чистой формы и максимально увеличивающего емкость рабочего стола принтера. Этот многофункциональный рыболовный инструмент от FinMan Fishing Innovations является отличным примером этого. Продукт, предназначенный для нарезки, обрезки и укладки рыболовных снастей, имеет сложную конструкцию и требует материалов, достаточно прочных, чтобы выдерживать жесткие условия эксплуатации. То, что обычно представляет собой процесс формования и обработки, было разработано для AM с использованием технологии цифрового синтеза света.
Это экономит деньги компании на стоимости оснастки и себестоимости детали и приводит к более быстрому выходу на рынок, чем это было бы возможно в противном случае.
Переосмысление устаревших конструкций также может принести ощутимые преимущества от технологии. Например, программное обеспечение для оптимизации топологии можно использовать для уменьшения массы детали с использованием сложных решетчатых структур, что в противном случае было бы невозможно при использовании традиционных методов производства, а также для снижения веса и более экономичных конечных сборок.
Объединение нескольких деталей в единую конструкцию может устранить необходимость в постобработке, такой как сварка и механическая обработка, и производить детали с большей механической точностью.
Несмотря на то, что присадки наиболее выгодны, когда используются для изготовления деталей, специально предназначенных для аддитивного производства, с использованием преимуществ, которые может дать только аддитивное производство, таких как сложная геометрия, малый вес и отсутствие оснастки, есть случаи, когда аддитивное производство может обеспечить более низкие – экономичные решения для существующих деталей — детали, которые не претерпевают каких-либо конструктивных изменений и выигрывают от простого перехода от обычного процесса к процессу аддитивного производства. Здесь экономия обычно проявляется в минимизации отходов материала и механической обработки. Компания Boeing сделала именно это, разработав титановую дверную защелку для Boeing 787.
Эта защелка двери доступа для Боинга 787 представляет собой деталь той же конструкции, которая ранее изготавливалась путем механической обработки, и это пример, когда простой переход на AM привел к экономии средств.
Аддитивная версия этой детали производится с использованием процесса осаждения для сплавления титана и некоторой механической обработки для последующей обработки.Благодаря тому, что предварительная оснастка полностью исключена из процессов AM, компании могут сократить время выполнения заказов на недели, если не месяцы, что позволит им выводить продукцию на рынок гораздо быстрее, чем это было возможно ранее. «Быстрый вывод на рынок» также идет рука об руку с более быстрой разработкой продукта — обычное прототипирование продукта дает вам представление о том, как будет выглядеть и функционировать конечный продукт. Тем не менее, с помощью AM вы можете распечатать деталь с ее окончательными свойствами и стандартами качества на ранней стадии прототипирования, что упрощает быстрое внесение изменений в конструкцию и тестирование идей, а также значительно ускоряет процесс разработки продукта.
Неудивительно, что почти 90% респондентов опроса ASME 2021 года указали, что они используют аддитивное производство в цикле разработки.
В некоторых случаях аддитивное производство можно использовать в качестве вспомогательного инструмента для производства начального выпуска продукта во время закрепления оснастки.
Кроме того, там, где обычные производственные предприятия требуют больших инвестиций, во многих случаях децентрализация становится экономически невыгодной. С помощью AM предприятия могут работать с одним или несколькими глобальными (или национальными) производственными партнерами с распределенными производственными центрами ближе к местам их клиентов, экономя деньги в своих цепочках поставок и быстрее доставляя продукты в руки своих клиентов.
3. Заключение
Независимо от того, переводите ли вы устаревшие детали на аддитивную обработку или полностью разрабатываете новые детали, разработка специально для аддитивной технологии имеет решающее значение для получения максимальной выгоды от технологии. В некоторых случаях перенос детали из обычного процесса в аддитивный может привести к немедленной экономии средств и улучшению функциональности, но это исключение, а не правило.
В дополнение к таким преимуществам, как экономия средств, более быстрые производственные циклы, минимальное количество инструментов и постобработки, а также децентрализованные каналы сбыта, индивидуализация, которая является явным преимуществом аддитивных технологий, может помочь компаниям создавать детали и продукты, уникальные для своих индивидуальных клиентов, и продлевать срок службы. срок годности этих продуктовых линеек. Два пути к производству AM — массовая настройка и массовое производство — оба начинаются с проектирования для присадок.
Путь к серийному производству
Мелисса Донован
Morf3D отмечает шестилетие аддитивного производства (AM), обслуживающего рынки аэрокосмической и оборонной промышленности. Компания сосредоточена на серийном производстве, достижении полностью оптимизированных функциональных структур и процессов сборки сотен деталей каждый месяц, варьирующихся в зависимости от размера и / или геометрии для своих клиентов.
Вверху: Пример одной из многих деталей, которые Morf3D может производить с помощью AM.
Его основные услуги включают AM, разработку параметров, материалы и процессы, постобработку, анализ данных, проверку и сертификацию. На момент написания статьи помощник по серийному производству AM работал на площади 18 000 квадратных футов в Эль-Сегундо, Калифорния.
В начале пути к Morf3D Иван Мадера, генеральный директор Morf3D, говорит, что рано понял, что 3D-печать станет ключевой частью компании. Мадера имеет опыт работы в области управленческого консалтинга с упором на производство и цепочки поставок. Прежде чем основать Morf3D, он изучал новые технологии, и AM привлекла его внимание.
Достижения в области 3D-печати напрямую повлияли на возможности Morf3D. «Исторически люди смотрели на AM как на замену литью или ковке, но теперь люди смотрят на это как на способ создания сложных геометрических форм, которые нельзя выполнить никакими другими способами. Это многогранная, многофункциональная система, усовершенствования в области дизайна могут быть гибкими и улучшенными в рамках производственного процесса», — объясняет Мадера.
После запуска Morf3D команда изучила 3D-платформы, которые могли бы удовлетворить потребности ее высококлассных клиентов из аэрокосмической отрасли. Основные соображения, по словам Мадеры, заключались в том, чтобы принтеры были стабильными и широко применялись в отрасли, а также предлагали возможность обслуживания.
ADMC
В течение следующих нескольких лет компания Morf3D заметила, что SLM Solutions добилась больших успехов в области мультилазерной обработки, особенно в своем подходе к мультисшивке. Когда Мадера провел комплексную проверку, он понял, что SLM Solutions публикует данные в своих технических описаниях материалов, подтверждающие качество, необходимое для сертификации процесса. «Решения SLM добились огромных успехов, чтобы внедрить инновации и повысить качество обслуживания. Мультилазерные платформы и производительность — это то, что нужно отрасли для масштабирования в будущем», — делится он.
Время для SLM Solutions было оптимальным, потому что Morf3D собиралась приступить к одной из своих самых высоких целей — Центру прикладного цифрового производства (ADMC).
Ожидание: создание производственного предприятия, функционирующего как настоящая автоматизированная фабрика, предлагающего серийное производство AM.
«Нам нужен высокий уровень сотрудничества между отраслевыми партнерами мирового класса. Это выходит за рамки исследований и разработок, это пересечение передовых технологий, которые могут неоднократно удовлетворять производственные требования клиентов. Мы создаем первую интегрированную производственную систему и готовим эту систему для глобального серийного производства. В последние несколько лет основное внимание уделялось сертификации деталей и машин, на которых эти детали производились, что стало очень ограничивающим фактором, если объемы выросли до тысяч, а требования стали глобальными», — объясняет Мадера.
Новейшая локация Morf3D, открытая в апреле 2021 года, находится в Лонг-Бич, Калифорния. Помещение площадью 90 000 квадратных футов станет домом для ADMC и его видения будущего AM, масштабируемого для соответствия производственным уровням.
Чтобы добиться этого, Morf3D решила сотрудничать с партнерами, предлагающими стабильные платформы, на которых можно создавать одни и те же детали сегодня, завтра или через годы. Компания уверена, что сможет добиться этого с помощью EOS и SLM Solutions в качестве партнеров для принтеров, сокращая при этом сроки изготовления продукции, гибкость заказов, экономическую эффективность и качество.
Расширение портфолио
В сентябре 2021 года Morf3D объявила о планах приобрести платформы у SLM Solutions, в частности два SLM 500 и принтер NXG XII 600. Все три будут установлены в ADMC в 2022 году.
SLM 500 был выбран потому, что он широко используется в аэрокосмической промышленности. Система селективного лазерного плавления с четырьмя лазерами может интегрировать лазеры независимо или параллельно, чтобы увеличить скорость сборки на 90 процентов по сравнению с конфигурациями с двумя лазерами.
По словам Мадеры, NXG XII 600 — это «нечто революционное, передовая технология нового поколения». Он оснащен 12 лазерами мощностью в тысячу ватт каждый и предназначен для использования в серийном производстве крупносерийных изделий, а также крупных деталей. По данным SLM Solutions, он способен печатать со скоростью в 20 раз быстрее, чем система с одним лазером, и в пять раз быстрее, чем машина с четырьмя лазерами. Он имеет размеры корпуса 600x600x600 мм.
В основе этих устройств лежит программное обеспечение Siemens NX, которое представляет собой гибкое и мощное интегрированное решение для проектирования, моделирования и производства. Пользователи могут программировать станки с ЧПУ, управлять роботизированными ячейками, управлять 3D-принтерами и контролировать качество с помощью одной системы. Он может провести цифровую трансформацию бизнеса по производству деталей, чтобы повысить производительность и прибыльность.
Инконель, класс суперсплавов на основе никеля и хрома, часто используется. Он обладает такими высокими эксплуатационными характеристиками, как устойчивость к коррозии и окислению, что идеально подходит для силовых установок, таких как турбомашины и ракеты. IN 718 от SLM Solutions обладает отличной прочностью на растяжение, усталостную прочность, ползучесть и прочность на разрыв до 700 градусов Цельсия.
Партнерство с SLM Solutions включает в себя поддержку на месте со стороны инженеров компании в форме обучения, обучения и консультаций. Согласно пресс-релизу, опубликованному в сентябре 2021 года, все партнеры по исследованиям и разработкам, участвующие в ADMC, будут иметь доступ к коллективному обучению, встречам и местам сбора для проведения мероприятий для клиентов и подразделений по развитию бизнеса. Помимо SLM и EOS, к ADMC присоединяются и другие партнеры, в том числе Nikon и Siemens.
Ответ на вызов
Хотя 3D-печать доказала свою способность создавать сложные геометрические формы, ее следующей задачей является масштабирование для удовлетворения потребностей производственного уровня.