1.5.2.1. Cấu trúc sản xuất của nhà máy.
Trong bất kỳ nhà máy nào đều có: các phân xưởng chính, các phân xưởng phục vụ và các bộ phận phục vụ.
- Các phân xưởng chính bao gồm: phân xưởng đúc, phân xưởng rèn dập, phân xưởng gia công cơ, phân xưởng nhiệt luyện và phân xưởng lắp ráp.
- Các phân xưởng phụ bao gồm: phân xưởng dụng cụ, phân xưởng làm mẫu, phân xưởng sửa chữa cơ khí, phân xưởng sửa chữa điện,…
- Các phân xưởng phục vụ bao gồm: các kho chứa, các bô phận vận chuyển, các bộ phận vệ sinh, y tế và các bộ phận khác của nhà máy.
Như vậy, các phân xưởng chính, phân xưởng phụ và các bộ phận phục vụ được gọi là cấu trúc của sản xuất nhà máy.
Khi thiết kế cấu trúc của nhà máy cần phải tính đến các yếu tố sau: - Đặc điểm kết cấu và công nghệ của sản phẩm.
- Quy mô sản xuất theo từng loại sản phẩm. - Hình thức chuyên môn hóa của sản xuất.
- Quan hệ hợp tác của nhà máy với các nhà máy khác.
Đặc điểm kết cấu và công nghệ của sản phẩm xác định tính chất của quá trình sản xuất (phương pháp chế tạo phôi, phương pháp gia công cơ và phương pháp lắp ráp). Ví
dụ, vì trong kết cấu của ô tô và máy kéo thường có các phân xưởng đúc và các phân xưởng rèn dập.
Quy mô sản xuất của sản phẩm ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc của nhà máy. Ví dụ, nếu tổ chức phân xưởng dập nguội dùng cho quy mô sản xuất lớn, thì với quy mô sản xuất nhỏ chỉ cần tổ chức một công đoạn dập nguội nằm trong thành phần của phân xưởng rèn dập, như vậy cấu trúc sản xuất của nhà máy sẽ đơn giản hơn.
Cấu trúc sản xuất phụ thuộc rất nhiều vào mực độ chuyên môn hóa của nhà máy. Mức độ chuyên môn hóa càng cao thì cấu trúc sản xuất càng đơn giản. Nếu hợp tác với các nhà máy cơ khí khác thì có thể không cần đến một số phân xưởng. Ví dụ, nhà máy A nhận phôi đúc của nhà máy B (trong khuôn khổ hợp tác) thì nhà máy A không có phân xưởng đúc và như vậy cũng không cần kho chứa mẫu đúc, kho chứa nguyên liệu, kho chứa than,… do đó cấu trúc sản xuất của nhà máy A sẽ đơn giản hơn.
Cấu trúc sản xuất của các nhà máy cơ khí thông dụng nhất có tính đến mức độ chuyên môn hóa được mô tả trên hình 1.6
Hình 1.6: Sơđồ cấu trúc sản xuất của nhà máy cơ khí phụ thuộc vào mức độ chuyên môn hóa.
CBP – chuẩn bị phôi; GCC – Gia công cơ; LR – Lắp ráp
Đường đậm nét gấp khúc mô tả cấu trúc đặc trưng cho các nhà máy chế tạo các sản phẩm hoàn thiện.
Số 1 – mô tả các nhà máy có chu kỳ công nghệ khép kín, bao gồm tất cả các phân xưởng: chuẩn bị phôi, gia công cơ và lắp ráp.
Số 2 – mô tả các nhà máy gia công cơ và lắp ráp, còn phôi được cung cấp từ nhà máy khác trong khuôn khổ hợp tác sản xuất.
Số 3 – mô tả các nhà máy lắp ráp từ những chi tiết được chế tạo tại các nhà máy khác.
Số 4 – mô tả các nhà máy chuyên môn hóa chỉ chế tạo các loại chi tiết như bánh răng, vòng bi, ốc vít,…
Thành phần của các phân xưởng phụ thuộc vào các bộ phận phục vụ, phụ thuộc vào yêu cầu của quá trình sản xuất trong các phân xưởng chính.
1.5.2.2. Hình thức chuyên môn hóa phân xưởng.
Có 2 hình thức chuyên môn hóa phân xưởng: - Theo dấu hiệu thực hiện quy trình công nghệ. - Theo dấu hiệu chế tạo sản phẩm.
Hình thức chuyên môn hóa phân xưởng thứ nhất được gọi là chuyên môn hóa công nghệ, còn hình thức chuyên môn hóa thứ 2 gọi là chuyên môn hóa sản phẩm (chuyên môn hóa đối tượng).
Chuyên môn hóa công nghệ được đặc trưng bằng các phân xưởng thực hiện các quá trình công nghệ xác định. Ví dụ, các phân xưởng đúc, các phân xưởng rèn dập, các phân xưởng gia công cơ, nhiệt luyện, lắp ráp,… Các phân xưởng này thường tồn tại trong các nhà máy cơ khí có mức độ chuyên môn hóa rộng đặc trưng cho các dạng sản xuất đơn chiếc và hang loạt. Trong chuyên môn hóa cộng nghệ mỗi một phân xưởng thực hiện một số nguyên công của quy trình công nghệ để chế tạo một sản phẩm nhất định.
Chuyên môn hóa sản phẩm đặc trưng cho các nhà máy có mức độ chuyên môn hóa hẹp (trong sản xuất hang loạt lớn và hang khối). Các phân xưởng ở đây có nhiệm vụ chế tạo các chi tiết riêng biệt hoặc các cụm chi tiết thông thường với chủng loại hạn
chế (ví dụ, xưởng chế tạo lò xo ở nhà máy xe lửa, xưởng chế tạo động cơ ở nhà máy ô tô). Cấu tạo của hình thức chuyên môn hóa sản phẩm về nguyên tắc thường dẫn đến các quy trình khép kín, có nghĩa là trong các phân xưởng thường các công việc được phối hợp ở các giai đoạn khác nhau và các dạng gia công khác nhau. Ví dụ, các dạng phối hợp đó có thể là phối hợp của các phân xưởng: chuẩn bị phôi, gia công cơ và lắp ráp.
Quá trình thay đổi hình thức chuyên môn hóa phân xưởng theo dấu hiệu quy trình công nghệ thành chuyên mon hóa phân xưởng theo dấu hiệu sản phẩm là một trong những xu hướng hoàn thiện cấu trúc sản xuất của các nhà máy cơ khí.
Thành lập các phân xưởng chế tạo sản phẩm (chuyên môn hóa phân xưởng theo dấu hiệu sản phẩm) phải dựa trên 2 cơ sở:
- Phát triển sản xuất hàng loạt và hàng khối với quy mô sản xuất lớn.
- Ứng dụng công nghệ mới (gia công bằng tia lửa điện, cơ khí hóa và tự động hóa quá trình sản xuất).
1.5.2.3. Cấu trúc sản xuất của phân xưởng.
Cấu trúc sản suất của phân xưởng được hiểu là thành phần và hình thức quan hệ của các công đoạn sản xuất và các bộ phận khác trong phân xưởng.
Cũng tương tự như chuyên môn hóa các phân xưởng người ta phân biệt 2 hình thức chuyên môn hóa trong phân xưởng, đó là:
- Các bộ phận trong phân xưởng được chuyên môn hóa theo dấu hiệu công nghệ (quy trình công nghệ).
- Các bộ phận trong phân xưởng được chuyên môn hóa theo dấu hiệu sản phẩm. Trong trường hợp thứ nhất phân xưởng được chia ra các công đoạn chuyên môn hóa theo loại sản phẩm.
Các công đoạn trong chuyên môn hóa công nghệ (theo dấu hiệu công nghệ) được trang bị các thiết bị cùng loại (hình 1.7). Phân xưởng cơ khí trên hình 1.7 có 4 công đoạn. Chi tiết 1 được gia công tuần tự trên máy tiện (nguyên công 1), trên máy phay
(nguyên công 2), trên máy khoan (nguyên công 3) và trên máy bào (nguyên công 4). Trên mỗi máy cùng loại người ta gia công các chi tiết khác nhau. Như vậy, chuyên môn hóa công nghệ các công đoạn của phân xưởng được đặc trưng cho sản xuất hang loạt nhỏ và đơn chiếc. Dạng chuyên môn hóa này có chu kỳ sản xuất lớn thường xuyên phải điều chỉnh lại máy. Ta cũng có thể phân tích tương tự như vậy đối với chi tiết 2.
Hình 1.7: Sơđồ bố trí thiết bị theo nguyên tắc công nghệ
Bây giờ giả sử chi tiết 1 có số lượng rất lớn và khi 4 máy trên hình 1.7 chỉ tập trung gia công chi tiết 1 (không còn thời gian đẻ gia công các chi tiết khác loại). Trong trường hợp này xuất hiện khả năng chuyển đổi từ chuyên môn hóa công nghệ sang chuyên môn hóa sản phẩm (theo dấu hiệu chế tạo sản phẩm) có nghĩa là, có thể thiết lập công đoạn bao gồm các loại máy khác nhau (máy tiện, máy phay, máy khoan và máy bào). Theo nguyên tắc thẳng dòng thì các máy này phải được bố trí tuần tự theo các nguyên công.
Hình 1.8: Sơđồ bố trí thiết bị theo nguyên tắc chế tạo sản phẩm.
Từ lập luận trên ta thấy khả năng hoàn thiện cấu trúc sản xuất của phân xưởng bằng cách chuyên môn hóa sản phẩm phụ thuộc vào sự phát triển của sản xuất hàng loại và hàng khối. Chuyên môn hóa sản phẩm tạo điều kiện thuận lợi cho ứng dụng công nghệ mới, cho phép trong phạm vi một cong đoạn tích hợp các quy trình, ví dụ: gia công cơ và tôi bề mặt bằng dòng điện cao tần, rèn dập và gia công cơ, hàn và lắp ráp, hàn và nhiệt luyện,…
1.5.2.4. Hướng phát triển của cấu trúc sản xuất của các nhà máy cơ khí.
Cấu trúc sản xuất của nhà máy là mô hình động, sự thay đổi của nó phụ thuộc vào tiến bộ khoa học kỹ thuật, sự phát triển của chuyên môn hóa và hoạt động liện kết giữa các nhà máy. Cấu trúc sản xuất của nhà máy cơ khí có thể phát triển theo những hướng sau đây:
- Chế tạo phôi chính xác. Phôi chính xác cho phép tăng hệ số sử dụng vật liệu (hệ số sử dụng vật liệu là tỷ số giữa trọng lượng của chi tiết thành phẩm trên trọng lượng của phôi thô), giảm khối lượng gia công ở các nguyên công tinh nhằm nâng cao độ chính xác và tuổi bền của chi tiết.
- Thiết lập các công đoạn gia công khép kín và ứng dụng hình thức chuyên môn hóa sản phẩm.
- Thành lập các nhà máy có quy mô lớn để tạo điều kiện áp dụng nhanh các tiến bộ kỹ thuật trong sản xuất và hoàn thiện hệ thống quản lý sản xuất.
- Thiết kế mặt bằng không gian của nhà máy theo các chỉ tiêu:
+ Đảm bảo nguyên tắc thẳng dòng và quãng đường di chuyển của chi tiết là ngắn nhất.
+ Đảm bảo khả năng mở rộng nhà máy.
+ Đảm bảo các chi tiết về an toàn và môi trường.