Повышение эффективности использования металлообрабатывающего оборудования на предприятии машиностроения

В выпускной квалификационной работе определены направления повышения эффективности использования технологии оборудования.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Рассмотрена эффективность использования оборудования: сущность, основные содержание и понятия.
2. Определены особенности применения металлообрабатывающего оборудования.
3. Изучены современные подходы к выполнению эффективности использования металлообрабатывающего оборудования.
4. Проанализирована эффективность использования на ОАО «ТЭМЗ» металлообрабатывающего оборудования.
5. Разработаны рекомендации по повышению эффективности используемого оборудования.
6. Определена экономическая эффективность от предложенных мероприятий.
Многие производственные отрасли не могут обойтись без использования современных материалов и оборудования. Одной из таких пар является металл и инструменты для его обработки. В наши дни в металлургии происходит производство металлов различных сплавов и прочности, поэтому для них требуется соответствующее оборудование, способное обеспечить качественную обработку. А появляющиеся и существующие направления и методы строительства и производства делают данную отрасль особо актуальной.
Сегодня, пожалуй, сложно себе представить, какой была бы современная промышленность, если бы не существовало металлообрабатывающего оборудования. И действительно, металл является, чуть ли не основным сырьём любой отрасли промышленности, начиная от тяжёлой и заканчивая пищевой. Таким образом, современная промышленность, как и жизнь людей, попросту немыслима без использования металлообрабатывающего оборудования.
Классифицируется металлообрабатывающее оборудование, прежде всего, по операциям, которые оно может выполнять с металлическими заготовками. Соответственно металлообрабатывающее оборудование можно поделить на сверлильное, токарное, фрезерное, отрезное, резьбонарезное и шлифовальное.
Средняя эффективность использования промышленного оборудования на российских производственных предприятиях не превышает 50%, в то время как аналогичный показатель в индустриально развитых странах находится на уровне 80%.
Во многих российских компаниях преобладает экстенсивный подход к увеличению производственных мощностей, что повышает себестоимость продукции, приводит к увеличению штатов и снижению управляемости компаний.
Низкая эффективность использования оборудования напрямую связана с неэффективной системой управления производственными бизнес - процессами в целом и обслуживанием оборудования в частности. Это приводит к быстрому износу средств производства и требует неоправданно высоких инвестиций в техническое перевооружение.
Для кардинального изменения ситуации необходимо обратиться к передовым методам организации производства на принципах TPM (тотального обслуживания оборудования), являющихся одной из составных частей системы TQM (тотального управления качеством).
Total Productive Maintenance (TPM) - Тотальное обслуживание оборудования - это система управления обслуживанием средств производства, направленная на непрерывное повышение производительности оборудования через новую организацию производства, обслуживания, технического обеспечения, мотивацию персонала.
Открытое акционерное общество "Томский электромеханический завод им. В.В. Вахрушева" (ОАО «ТЭМЗ») создан путём реорганизации государственного предприятия "Томский электромеханический завод им. В.В.Вахрушева", которое основано в феврале 1920 г. на базе механических мастерских Томского технологического института, переименованных в "Первый машиностроительный завод Совнархоза - "Машинострой".
«Томский электромеханический завод им. В.В. Вахрушева» является открытым акционерным обществом и действует на основании Устава и законодательства РФ.
Предприятие специализируется на выпуске следующих видов продукции:
- горношахтное взрывозащищённое оборудование;
- вентиляторы местного и главного проветривания для шахт и метрополитенов;
- ручной пневматический инструмент;
- части к подъёмно-транспортному оборудованию общепромышленного и взрывозащищённого исполнения;
- электрооборудование взрывобезопасного исполнения.
С 2006 г. ОАО «ТЭМЗ» позиционирует себя на мировом рынке не только как предприятие, выпускающее широкий спектр горношахтного оборудования, но и как современное, обладающее высочайшим интеллектом и технологиями производство европейского уровня, способное удовлетворить любые пожелания заказчика, создавая интеллектуальные системы вентиляции и автоматизации с запрашиваемыми параметрами «под заказ».
Проведенный анализ использования оборудования позволяет сделать вывод о том, что в 2015 году лучшее использовались основные производственные фонды рассматриваемого предприятия.
Коэффициент общей экономической эффективности всех действующих производственных фондов несколько снизился, что говорит о необоснованном увеличении суммы оборотных средств.
Для лучшего понимания того, как протекает процесс производства и выявления ограничений, препятствующих повышению его эффективности используется показатель OEE, который объединяет производственные аспекты эффективности, выход продукции и качество одним общим показателем.
Техническое сообщество играет ключевую роль в обеспечении надежности оборудования и процессов. Зачастую, когда необходимо срочно решить очередную проблему, обнаруживается, что кризис является следствием множества взаимосвязанных причин. Менеджер по проактивному обслуживанию и надежности принесет огромную пользу в своей области, если разработает показатели OEE и покажет долю надежности оборудования в этих показателях. Это может привести к двум результатам: либо большая возможности это надежность оборудования (или она равна другим возможностям и есть смысл ее улучшать) или остальные возможности больше и нужно переместить ресурсы для обеспечения больших темпов.
На основании расчетов можно сделать вывод, что ОЕЕ ОАО «ТЭМЗ» составляет 59.6%.
Оптимальным значением показателя ОЕЕ специалисты считают более 80 % для дискретных процессов и более 85 % - для непрерывных. Соответственно, если на предприятии показатель ОЕЕ:
- меньше 65 % - значит предприятию срочно нужна помощь;
- от 65 % до 75 % - удовлетворительно, но есть существенный неиспользуемый резерв;
- более 75 % - хороший результат, однако и в этом случае есть возможности для улучшения.
Основные проблемы экономической эффективности металлообрабатывающих станков связаны с:
1. Большим износом 40 % действующего оборудования.
2. Текучесть кадров приводит к снижению уровня квалификации рабочих и соответственно производительности труда.
3. Недостаточный уровень автоматизации технологического процесса.
4. Простои оборудования. Для минимизации влияния этого фактора необходимо управлять простоями оборудования.
Основные направления повышения эффективности использования металлообрабатывающих станков
1. Повышение квалификации персонала
Необходимость повышения квалификации, чтобы оставаться впереди конкурентов, сейчас очевидна как никогда. Экономический кризис и глобализация постоянно напоминают об этом. Сейчас многие компании хотят от Sandvik большего, чтобы они смогли превзойти конкурентов и по базовым навыкам, и по передовым технологиям. В ответ на это Sandvik вносит серьезные изменения в программы обучения.
Во всем мире работает более двух десятков Центров повышения эффективности металлообработки Sandvik. Ежегодно более 30000 инженеров, техников и операторов записываются на наши программы технического обучения. Также крайне популярно обучение на площадках заказчиков и адаптированное обучение на основе модулей, от базовых до сложных. Всё чаще заказчики просят провести обучение или инструктаж в режиме онлайн.
Окупаемость инвестиций в обучение иногда имеет прямой измеряемый эффект, иногда эффект проявляется со временем. Однако возрастающий спрос на обучение показывает, что заказчики понимают ценность повышения квалификации.
2. Внедрение в деятельность компании системы управления производственными процессами (MES) PHARIS®
PHARIS® - уникальная MES, разработанная компанией UNIS. MES PHARIS® решает широкий спектр задач и делает возможной оптимизацию
самых разных производственных процессов - от формирования производственного заказа до планирования, мониторинга и управления производством, а также документирования готовой продукции и полуфабрикатов.
Организация связи с оборудованием делает возможным:
- мониторинг реального времени цикла;
- централизованная загрузка/выгрузка утверждённых версий управляющих программ;
- сбор данных о состоянии машины (автоматический цикл, наладка, поломка и т.д.);
- мониторинг использования оснастки;
- мониторинг параметров работы оборудования.
MES PHARIS® открыта для связи с самыми разными типами производственного оборудования: станками с ЧПУ, обрабатывающими центрами, токарными и шлифовальными станками, измерительными устройствами, электроэрозионными станками и т.д.).
3. Своевременное техническое обслуживание и предупредительные ремонты.
Своевременное техническое обслуживание и грамотная эксплуатация значительно снижают затраты на ремонт и вынужденное время простоя. Отдельные виды технического обслуживания могут проводиться непосредственно на работающем оборудовании с использованием перерывов и выходных дней. При наличии соответствующих разрешений в инструкциях по эксплуатации механизмов и оборудования возможно кратковременное их отключение от электросетей до полной остановки. В таких случаях допускается некоторый простой, но, чтобы не прерывались производственный и технологический процессы.
Плановый ремонт и техническое обслуживание являются регламентированным видом работ. К нему относят: проверку рабочих показателей оборудования; наладку и регулирование основных характеристик; очистку засоренных рабочих частей оборудования и механизмов; замену фильтров и масла; выявление нарушений и сбоя в работе оборудования. Данные об изменениях в работе обслуживаемых механизмов при ТО в обязательном порядке фиксируются: в картах осмотра, ремонтных журналах, в компьютерной базе и т.д.
4. Внедрение инновационных технологий в деятельность предприятия.
На протяжении прошлых лет постоянно росла необходимость в пилении крупных заготовок. Количество операций, связанных с механической обработкой заготовки, сокращалось. Таким образом, толстые листы и длинные заготовки будут чаще изготавливаться путем отрезки от заготовки большего размера. При этом металлообработчики высоко ценят возможность гибкого варьирования размеров полученной заготовки.
Соответственно увеличивается размер заготовок, из которых они изготавливаются. При этом первым этапом в их изготовлении является пиление.
Сварные швы при использовании нержавеющих сталей и никелевых сплавов всегда считаются слабым местом. Поэтому заготовки из таких материалов также увеличиваются в размерах, что ведет к увеличению ширины пропила и времени пиления этих тяжело обрабатываемых материалов.
Специальная геометрия режущей кромки увеличивает производительность резания. Фирмой Wikus, Шпангенберг, разработано и успешно применено на практике новое биметаллическое полотно GIGANT, которое значительно увеличило производительность и стойкость полотна при обработке крупных заготовок.
5. Управление простоями оборудования.
Смысл управления простоями (DTM - Downtime Management) заключается в более глубоком анализе причин остановки работы оборудования. Фактически задача управления простоями сводится к нахождению промежутков времени, когда оборудование не работало или работало с пониженной скоростью или качеством, и классификации этих промежутков согласно модели времени и дерева причин. После классификации промежутки времени агрегируются для каждой категории. В результате получаются статистические показатели, которые используются при расчете KPI.
OEE и управление простоями являются близкими задачами и дополняют друг друга. В силу их схожести их часто рассматривают в паре, а системы, решающие эти задачи, называют OEE/DTM системами.
MES использует данные, полученные из разных систем контроля, существующих на предприятии (SCADA-систем, контроллеров и т.д.). Также в MES импортируются данные систем смежного (LIMS и др.) и верхнего (ERP) уровней. В результате создается единое информационное пространство оперативного управления, в котором функционируют отдельные задачи. Каждая из них потребляет доступные данные и выдает новую информацию, которая в свою очередь может быть использована кем -то другим.
При использовании общей информационной инфраструктуры результирующая сложность системы уменьшается, поскольку взаимодействие каждого компонента с каждым заменяется взаимодействием всех компонентов с единой средой.
Таким образом, OEE/DTM система естественным образом интегрируется в информационную среду MES. От OEE/DTM требуется сбор данных, расчет KPI, отображение рассчитанных значений для пользователей и передача их в сторонние системы. Часть этих функций являются прикладными и требуют специализированных решений, а часть являются универсальными.
Направление капитальных вложений и технические решения должны быть экономически обоснованы с учетом всех непосредственных затрат, а также необходимых предварительных и сопутствующих капиталовложений, эксплуатационных расходов и долговечности конструкций.
С целью оценки экономической эффективности предложенных мероприятий сравним показатели общей экономической эффективности металлообрабатывающих станков до и после реализации предложенных мероприятий.
Реализация предложенных мероприятий имеет положительный экономический эффект.
Это связано с ростом производительности труда, эффективности производства, повышения качества обслуживания и состояния оборудования.


Купить