Сборочное производство в машиностроении

Решить задачи по определению различных статистических показателей.

Известна структура произведенных затрат металлургических комбинатов России:

Статья затрат

Удельный вес в общих затратах, %

Сырье и материалы

Топливо и энергия

Оплата труда

Амортизация

Прочие расходы

Итого

Вычислите относительные показатели координации

Решение

Относительный показатель координации характеризуют отношение частей данной совокупности к одной из них, принятой за базу сравнения.

В качестве базы сравнения выберем «Сырье и материалы».

Расчет ведется по формуле:

ОПК топливо и энергия = 13/33*1000 = 394 ‰

ОПК оплата труда = 4/33*1000 = 121 ‰

ОПК амортизация = 10/33*1000 = 303 ‰

ОПК прочие расходы = 40/33*1000 = 1212 ‰

Задание 3

Решить задачи по определению показателей вариации.

Средний квадрат отклонений индивидуальных значений признака от их средней величины равен 100, а средняя — 15.

Определите, чему равен средний квадрат отклонений индивидуальных значений признака от величины, равной 10 и 25.

Решение

По условию:

= 100; ; x = 15 и x = 25, тогда:

2 = 100 + (10 — 15)2 = 125

2 = 100 + (25 — 15)2 = 200

Таким образом, средний квадрат отклонений индивидуальных значений признака от величины, равной 10 и 25 равен 125 и 200 соответственно.

Задание 4

Решить задачи по определению способа отбора и процедуры выборки, вычислению ошибок выборки, построению доверительных интервалов выборочных характеристик и определению необходимого объема выборки.

С целью определения средних затрат времени при поездках на работу населением города планируется выборочное наблюдение на основе случайного повторного отбора. Сколько людей должно быть обследовано, чтобы с вероятностью 0,954 ошибка выборочной средней не превышала 1 мин. при среднем квадратическом отклонении 15 мин?

Решение

Находим значение предельной ошибки выборки:

мин.

Находим численность выборки:

человек

Таким образом, для того, чтобы с вероятностью 0,954 ошибка выборочной средней не превышала 1 мин. при среднем квадратическом отклонении 15 мин. должно быть обследовано 255 человек.

Задание 5

Решить задачи по изучению взаимосвязи социально-экономических явлений.

Имеются следующие данные о стоимости основных фондов и среднесуточной переработки сырья:

Определите вид корреляционной зависимости, найдите параметры уравнения регрессии, определите тесноту связи. Проанализируйте полученные результаты.

Решение

Составим дискретную корреляционную таблицу (середины интервалов):

Для расчета коэффициента корреляции необходимо рассчитать :

Коэффициент корреляции равен:

570 тыс. руб.

тыс. ц.

= 106 тыс. руб.

= 2 тыс. ц.

Между изучаемыми показателями обнаружена средняя прямая линейная зависимость (с увеличением стоимости основных фондов среднесуточная переработка сырья увеличивается).

Коэффициент детерминации равен:

Данный коэффициент показывает, что фактор x — стоимость основных фондов — не оказывает большого влияния на среднесуточную переработку сырья. Этот фактор объясняет вариацию среднесуточной переработки сырья на 36%. На долю остальных факторов, в том числе и случайных, приходится 64% вариации результирующего признака.

Параметры уравнения регрессии найдем из формул:

,

Уравнение регрессии имеет следующий вид:

Машиностроение — главная отрасль мировой промышленности. Развитие машиностроения во многом определяет в целом уровень развития той или иной страны. В этой отрасли наиболее заметен разрыв между развитыми и развивающимися странами.

Общие особенности машиностроения:

  1. Машиностроение занимает первое место среди отраслей промышленности по стоимости продукции. На него приходится около 35% стоимости мировой промышленной продукции.
  2. Среди отраслей промышленности машиностроение — наиболее трудоемкое производство. Оно занимает первое место по числу занятых (80 млн. чел.). Особенно высокой трудоемкостью отличаются приборостроение, электротехническая и аэрокосмическая промышленность, атомное машиностроение и другие отрасли, выпускающие сложную технику. В связи с этим одним из главных условий размещения машиностроения является обеспечение его квалифицированной рабочей силой, наличие определенного уровня производственной культуры, центров научных исследований и разработок.
  3. Близость к сырьевой базе важна лишь для некоторых отраслей тяжелого машиностроения (производство металлургического, горно-шахтного оборудования, котлостроение и др.).
  4. Машиностроение – одна из самых наукоемких отраслей промышленности. Достижения НТП внедряются прежде всего в производствах данной отрасли..
  5. Машиностроение имеет самый сложный отраслевой состав (более 300 различных производств), который постоянно меняется. Новейшие отрасли быстро переходят в новые, а затем становятся уже старыми.
  6. В мире имеется громадный спрос на продукцию машиностроения, который постоянно увеличивается.
  7. Машиностроение имеет самый большой, постоянно расширяющийся ассортимент выпускаемой продукции (несколько миллионов наименований). При этом продукция отрасли различна по массовости выпуска (например, самолетов – около 1 тыс. в год, металлорежущих станков – 1,2 млн, тракторов – 1,3 млн, автомобилей – 40-50 млн, электронной техники – 150 млн, часов – 1 млрд штук).
  8. Различные отрасли машиностроения предъявляют различные требования к сырью. При этом наблюдается тенденция уменьшения доли продукции черной металлургии а увеличения доли продукции цветной металлургии и химической промышленности.
  9. Машиностроение занимает ведущее место в международных экономических связях (38% от стоимости всех товаров международной торговли). Например, машиностроение обеспечивает 2/3 экспорта Японии и ? экспорта таких стран, как США и Германия.
  10. Машиностроение в наибольшей степени способствует углублению специализации и кооперации в мировом хозяйстве.

Отраслевой состав машиностроения

Машиностроение подразделяется на три группы:

1. Общее машиностроение, включающее станкостроение, тяжелое машиностроение, сельскохозяйственное, атомное машиностроение и др. отрасли.

Общее машиностроение выделяется следующими свойствами:

  • разнообразие продукции от штучных (атомный реактор) до массовых;
  • разнообразие связей с другими отраслями промышленности и сельского хозяйства.

2. Транспортное машиностроение – вторая по значимости отрасль машиностроения, продукция которой часто имеет двойное назначение (гражданское и военное).

Характеристика основных подотраслей транспортного машиностроения:

Автомобилестроение – ведущая отрасль транспортного машиностроения:

  • ежегодно выпускается 60 млн автомобилей, 40 % из которых идет на экспорт;
  • в отрасли занято около 60 млн. человек;
  • 75 % автомобилей – легковые; 25 % — грузовые, из которых много малотоннажных, специальных автомобилей и автобусов;
  • высокая степень концентрации отрасли (90 % автомобилей выпускают 10 крупнейших компаний, самыми крупными из которых являются: Дженерал Моторс (США), Форд (США), Тоёта (Япония), Фольксваген (Германия), Даймер Крайслер (Германия — США), Фиат (Италия), Рено (Франция).

Авиаракетно-космическая промышленность – вторая отрасль транспортного машиностроения.

Отличительные черты:

  • высокая наукоемкость;
  • продукция отрасли выпускается только крупными фирмами;
  • сложный состав отрасли: производство самолетов; производство вертолетов; производство авиационных двигателей; производство авионики (электронного и навигационного оборудования летательных аппаратов); ракетостроение; создание космических аппаратов.
  • применение сложных технологий, предъявляющих особые требования к научно-производственной базе и квалификации работников.

Судостроение.

  • высокая материалоемкость и трудоемкость производства судов
  • роль судостроения среди отраслей машиностроения постепенно уменьшается;
  • в производстве судов происходит уменьшение доли пассажирского транспорта и увеличение доли специального (танкеры, контейнеровозы, ледоколы, научно-исследовательские суда и т.п.);
  • центр судостроения переместился из Западной Европы и США в Азию (Корея Япония КНР) ;

Производство ж/д оборудования – старейшая отрасль транспортного машиностроения, производящая локомотивы, различные грузовые вагоны, цистерны, пассажирские вагоны и др.

Производство ж/д оборудования постепенно сокращается в Западной Европе, США, России, но увеличивается в Азии (КНР, Индия). Европа все более переходит на изготовление скоростных пассажирских поездов.

3. Электротехника, включая электронику.

  • самая наукоемкая отрасль машиностроения;
  • самая быстропрогрессирующая отрасль машиностроения;
  • высокая степень концентрации производства (производство в основном сконцентрировано на крупных фирмах США, Японии, (США и Япония производят 90% микросхем), Юго-восточной Азии (Корея, Тайвань), Западная Европа);
  • быстрый рост системных связей как внутри отрасли, так и с другими отраслями промышленности;
  • внутри отрасли темпы роста производства бытовой электроники сокращаются, а ЭВМ и микросхем растут (производство ЭВМ и микросхем составляет 40 –45% от общего производства электротехники и электроники).

Размещение отраслей машиностроения

На размещение предприятий машиностроения в большей степени влияют:

  • наличие квалифицированной рабочей силы;
  • наличие научных центров;
  • развитая инфраструктура;
  • потребители.
  1. До недавнего времени 90% продукции машиностроения производили развитые страны, а только 10% — развивающиеся. Но сегодня доля развивающихся стран составляет уже 25% и продолжает возрастать.
  2. В машиностроении мира доминирующее положение занимает небольшая группа развитых стран — США, на которые приходится почти 30% стоимости машиностроительной продукции, Япония — 15%, ФРГ — около 10%, Франция, Великобритания, Италия, Канада. В этих странах развиты практически все виды современного машиностроения, высока их доля в мировом экспорте машин (на развитые страны в целом приходится свыше 80% мирового экспорта машин и оборудования). При почти полной номенклатуре производства машиностроительной продукции ключевая роль в развитии машиностроения в этой группе стран принадлежит авиаракетно-космической промышленности, микроэлектронике, робототехнике, атомно-энергетической технике, станкостроению, тяжелому машиностроению, автомобилестроению.
    В группу лидеров мирового машиностроения входят также Россия (6% стоимости машиностроительной продукции), Китай (3%) и несколько малых промышленно развитых стран — Швейцария, Швеция, Испания, Нидерланды и др.
  3. Машиностроение сильно продвинулось в своем развитии и в развивающихся странах. В отличие от развитых стран, машиностроение которых базируется на высоком уровне научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок (НИОКР), высокой квалификации рабочей силы и ориентировано в основном на выпуск технически сложной и высококачественной продукции, машиностроение развивающихся стран, основанное на дешевизне местной рабочей силы, специализируется, как правило, на выпуске массовых, трудоемких, но технически несложных невысоких по качеству видах изделий. Среди предприятий здесь много чисто сборочных заводов, получающих комплекты машин в разобранном виде из промышленно развитых стран. Современными машиностроительными заводами располагают немногие развивающиеся страны, прежде всего новые индустриальные — Южная Корея, Гонконг, Тайвань, Сингапур, Индия, Турция, Бразилия, Аргентина, Мексика. Главные направления развития их машиностроения — производство бытовой электротехники, автомобилестроение, судостроение.
  4. Главными экспортерами продукции машиностроения являются: Япония, Германия, США, Франция, Великобритания, Италия, Канада.
  5. География размещения некоторых отраслей машиностроения представлена в таблице.

Крупнейшие продуценты и экспортеры изделий общего машиностроения в целом — развитые страны: Германия, США, Япония и др. Развитые страны являются также главными производителями и поставщиками на мировой рынок станков (Япония, Германия, США, Италия и Швейцария). В составе общего машиностроения развивающихся стран преобладает выпуск сельскохозяйственных машин и несложного оборудования.

Мировые лидеры в области электротехники и электроники — США, Япония, Россия, Великобритания, ФРГ, Швейцария, Нидерланды. Производство бытовых электроприборов и изделий бытовой электроники получило развитие и в развивающихся странах, особенно в странах Восточной и Юго-Восточной Азии.

Среди отраслей транспортного машиностроения наиболее динамично развивается автомобилестроение. Ареал его пространственного распространения постоянно растет. Еще в первой половине ХХ века в автомобильной промышленности безраздельно господствовала одна страна – США (83%), но затем начался переход к полицентрической модели. Во второй половине ХХ века сложились три центра: США, Западная Европа, Япония. В 90-е годы автомобилестроение начало растекаться в Азию (Р.Корея, Китай, Индия, Турция, Малайзия) и Латинскую Америку (Бразилия, Мексика, Аргентина, Венесуэла Эквадор, Чили, Перу, Уругвай) Однако, страны Зарубежной Европы (Германия, Франция, Испания и др.), США и Япония остаются лидерами и производят более 70% всех автомобилей мира. Кроме того, большая часть автомобильных заводов, расположенных в развивающихся странах, принадлежит ведущим компаниям этих стран.

Первая десятка стран по производству автомобилей представлена в таблице. Можно добавить, что к числу стран с выпуском автомобилей свыше 1 млн в год относятся также Мексика, Россия и Бельгия.

Крупнейшие экспортеры автомобилей: Япония (4,6 млн в год), Германия (3,6), Франция.

В отличие от автомобилестроения, авиастроение, судостроение, производство подвижного состава железных дорог переживает застой. Основная причина этого — отсутствие спроса на их продукцию.

Судостроение из развитых стран переместилось в развивающиеся. Крупнейшими производителями судов стали Южная Корея (опередила Японию и вышла на первое место в мире), Бразилия, Аргентина, Мексика, Китай, Тайвань. В то же время США, страны Западной Европы (Великобритания, Германия и др.) в результате сокращения производства судов перестали играть заметную роль в мировом судостроении.

Авиационная промышленность сконцентрирована в странах с высоким уровнем науки и квалификации рабочей силы — США, России, Франции, Великобритании, ФРГ, Нидерландах.

Таким образом, в территориальной структуре машиностроения можно выделить четыре главных машиностроительных региона:

На Северную Америку (США, Канада) приходится примерно 1/3 стоимости продукции машиностроения. В этом регионе производятся практически все виды машиностроительной продукции любого уровня сложности, но международном разделении труда регион выступает, прежде всего, как крупнейший производитель и экспортер машин высокой сложности, изделий тяжелого машиностроения и наукоемких отраслей. Так, в США, занимающих лидирующие позиции в регионе и мире по общей стоимости продукции машиностроения, большая роль принадлежит авиаракетно-космическому машиностроению, военно-промышленной электронике, производству ЭВМ, атомно-энергетической технике, военному кораблестроению и др. США занимают третье место в мире по экспорту продукции машиностроения и первое – по импорту.

На страны Европы (без СНГ) также приходится около 1/3 продукции мирового машиностроения. Регион выпускает главным образом массовую машиностроительную продукцию, но сохраняет свои позиции в некоторых новейших отраслях. Особо регион выделяется общим машиностроением (станкостроением, производством оборудования для металлургии, текстильной, бумажной, часовой и др. отраслей промышленности), электротехникой и электроникой, транспортным машиностроением (автомобилестроением, авиастроением, судостроением). Лидер европейского машиностроения ФРГ — крупнейший экспортер в регионе и второй в мире продукции машиностроения.

Регион, включающий страны Восточной и Юго-Восточной Азии, дает примерно четверть продукции мирового машиностроения. Основной стимулирующий фактор в развитии машиностроения в странах региона — относительная дешевизна рабочей силы. Лидер региона — Япония — вторая машиностроительная держава мира, крупнейший экспортер в мире продукции машиностроения, особенно изделий наиболее квалифицированных отраслей (микроэлектроника, электротехника, авиатехника, робототехника и др.). Другие страны — Китай, Республика Корея, Тайвань, Таиланд, Сингапур, Малайзия, Индонезия и др. производят трудоемкую, но менее сложную продукцию (производство бытовых электроприборов, автомобилей, морских судов и пр.) и также весьма активно участвуют в работе на внешний рынок. Таким образом, регион выпускает как массовую продукцию машиностроения, так и продукцию высокой сложности.

Особый регион мирового машиностроения образуют страны СНГ. Они имеют полную номенклатуру машиностроительного производства. Для большинства стран региона машиностроение – одна из главных отраслей международной специализации. Особенно большое развитие получили здесь отрасли военно-промышленного комплекса, авиационной и ракетно-космической промышленности, бытовой электроники, отдельные несложные отрасли общего машиностроения (производство сельскохозяйственной техники, металлоемких станков, энергетического оборудования и др.). В то же время по ряду отраслей, особенно наукоемких, отмечается серьезное отставание. Лидер СНГ — Россия, несмотря на огромные возможности развития машиностроения (значительный производственный, научно-технический, интеллектуальный и ресурсный потенциал, емкий внутренний рынок, предъявляющий большой спрос на разнообразную машиностроительную продукцию и пр.), в международном разделении труда выделяется лишь производством вооружения и новейшей космической техники и вынуждена даже импортировать много видов машин.

За пределами главных машиностроительных районов расположены достаточно крупные по масштабам и сложности структуры производства центры машиностроения — Индия, Бразилия, Аргентина. Их машиностроение в основном пока работает на внутренний рынок. Вывозят эти страны автомобили, морские суда, велосипеды, несложные виды бытовой техники (холодильники, стиральные машины, кондиционеры, пылесосы, калькуляторы, часы и т. п.).

Одной из основных задач машиностроения на современном этапе, наряду с обеспечением высокого технического уровня, является повышение качества изделий машиностроения, которое определяет рентабельность их эксплуатации, производственные мощности, затраты материальных и трудовых ресурсов на выпуск новых изделий, а во многих случаях и техносферную безопасность их эксплуатации.

Качество изделия – довольно емкое понятие. Оно включает такие компоненты, как коэффициент полезного действия, производительность, точность, материалоемкость, надежность, ремонтопригодность, бесшумность в работе, удобство и легкость управления и обслуживания, эстетичность, экологичность и др.

Качество изделия закладывается конструктором при проектировании. Он выбирает рациональные схемы и прогрессивные рабочие процессы, владеет современными методами расчета динамики и прочности машин, позволяющими экономить материал, применяет конструкционные материалы, ориентируясь на перспективные технологии, унифицированные узлы, детали, приборы, уже хорошо зарекомендовавших себя в эксплуатации, и многие другие факторы.

Технология на всех этапах производства играет определяющую роль в обеспечении качества машин, что выражается посредством создания конструкционных материалов, изготовления заготовок, финишной обработки, формирующей окончательные свойства деталей, сборки, испытаний и конструкторско-технологической доводки. Процесс сборки является одним из заключительных этапов изготовления машины, результатом работы конструкторов и технологов. Сборка отличается от других технологических процессов тем, что ее составными элементами являются разнообразные, физически разнородные процессы. Установка составных частей конструкции сборочной единицы включает основанные на различных физических принципах процессы перемещения и ориентирования соединяемых деталей.

Содержание сборочных работ органически взаимосвязано с конструкцией изделия и предшествующими этапами производственного процесса изготовления его элементов. Поэтому совершенствование сборочного производства является одним из основных резервов повышения технического уровня и экономической эффективности машиностроительного комплекса.

Сборка является завершающим и наиболее ответственным этапом производства, на котором интегрируются результаты всех предшествующих этапов и формируются основные показатели качества выпускаемых изделий. Процессы сборки наименее механизированы и автоматизированы и занимают непропорционально большой удельный вес в общей структуре трудоемкости производства машин и приборов. Трудоемкость сборочных работ на предприятиях машиностроения и приборостроения в большинстве случаев превосходит трудоемкость механической обработки и значительно превышает затраты труда на изготовление продукции других отраслей производства: литейного, сварочного, кузнечно-прессового и др.

В качестве составных частей собираемого изделия могут быть детали, сборочные единицы (соединения, узлы, агрегаты) и комплектующие изделия, представляющие собой собираемые компоненты, которые входят в состав изделия. Узел – сборочная единица, которая может собираться отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом и выполнять определенную функцию в изделиях одного назначения только совместно с другими составными частями. Агрегат – сборочная единица, обладающая полной взаимозаменяемостью, возможностью сборки отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом и способностью выполнять определенную функцию в изделии или самостоятельно. Соединения представляют собой элементарные сборочные единицы. Комплектующее изделие – это изделие предприятия-поставщика, применяемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изготовителем.

В процессе сборки происходит соединение составных частей изделия по сопрягаемым поверхностям. Соединение при сборке – сопряжение при сборке составных частей изделия или заготовок, определяемое заданными в конструкторской документации их относительным положением и видом связи между ними, лишающей эти части определенного числа степеней свободы. Сопряжение при сборке – относительное положение составных частей изделия при сборке, характеризуемое соприкосновением их поверхностей и (или) зазором между ними, заданными в конструкторской документации. Деталь, имеющая сопряжения с другими деталями, называется сопрягаемой деталью. Она имеет сопрягаемую (сопрягаемые) поверхность, образующую сопряжения при сборке. Деталь (сборочная единица), с которой начинают сборку изделия, присоединяя к ней детали или другие сборочные единицы, называется базовой деталью (сборочной единицей).

Классификация видов соединений проводится по следующим признакам:

  • • по сохранению целостности при разборке (разъемные, неразъемные);
  • • возможности относительного перемещения (подвижные, неподвижные);
  • • форме сопрягаемых поверхностей (плоские, цилиндрические, конические, сферические, винтовые, профильные);
  • • методу образования (резьбовые, клиновые, шпоночные, шлицевые, штифтовые, шплинтовые, клепаные, фланцевые, шарнирные, прессовые, фальцованные, сварные, паяные, клееные, контактные, замковые, пружинные, штуцерные, ниппельные, комбинированные и др.).

Достигается при сборке требуемая точность изделия, под которой понимается соответствие значений параметров изделия значениям, заданным в конструкторской документации. Необходимая точность сборки соблюдается при применении соответствующего метода сборки изделия – совокупности правил достижения заданной точности замыкающего звена размерной цепи при сборке.

При сборке разнообразных по конструкции изделий применяют различные виды сборки. Под видом сборки изделия понимается категория сборки, выделяемая по одному из ее признаков. На выбор видов сборки влияют: конструкция собираемых изделий и их составных частей; их геометрические формы, размеры и масса; число модификаций собираемых изделий; тип производства и программа выпуска изделий; точность и производительность сборки; режимы процесса сборки; функциональная взаимосвязь элементов изделия и степень их взаимозаменяемости; число маложестких и легко повреждаемых элементов; затраты на выполнение сборки и т.п.

Существует большое число видов сборки, которые можно классифицировать по: объекту сборки; стадии процесса; методу образования соединения; организации производства; перемещению собираемого изделия; механизации и автоматизации процесса; методу обеспечения точности замыкающего звена; последовательности сборки; расположению оси сборки в пространстве; виду сборочного движения; числу одновременно собираемых соединений; способу совмещения осей сопрягаемых поверхностей собираемых компонентов; времени переналадки процессов сборки; виду теплового воздействия на собираемые компоненты; характеру действующей сборочной силы на собираемые компоненты; виду покрытий сопрягаемых поверхностей и веществ, вводимых в зону сопряжения.

По объекту сборки она подразделяется на узловую сборку, объектом которой является составная часть изделия (узел), и на общую сборку, объектом которой является изделие в целом. По стадии процесса сборка делится на предварительную, промежуточную и окончательную сборку, а также сборку под сварку (пайку, склеивание). По методу образования соединения – на слесарную сборку, монтаж, электромонтаж, сварку, пайку, клепку, склеивание. По последовательности сборка подразделяется на последовательную, параллельную и последовательно-параллельную сборку изделия или его составных частей. По расположению оси сборки в пространстве – на вертикальную, горизонтальную и наклонную. По виду теплового воздействия на собираемые компоненты различают сборку без теплового воздействия и с тепловым воздействием и т.д.

Выбор наиболее эффективных видов и способов сборки конкретного изделия, обеспечивающих сборку необходимого количества и заданного качества изделий с минимальными затратами труда и издержками производства, зависит от правильности учета влияния комплекса взаимосвязанных производственных, организационных, технологических и социальных факторов.