Проектирование основной и вспомогательной систем машиностроительного производства

ВЫСШЕЕ ОБРАЗОВАНИЕ — БАКАЛАВРИАТ

Е.Н. ЛАПТЕВА

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОСНОВНОЙ 

И ВСПОМОГАТЕЛЬНОЙ 

СИСТЕМ 

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО 

ПРОИЗВОДСТВА

Учебное пособие

 

Москва

ИНФРА-М

2021

УДК 621(075.8)
ББК 34.4/6я73

Л24

Научный рецензент:

Малыгин В.И., доктор технических наук, профессор 

Лаптева Е.Н. 

Л24
Проектирование 
основной 
и 
вспомогательной 
систем 

машиностроительного производства : учебное пособие / Е.Н. Лаптева. —
Москва : ИНФРА-М, 2021. — 43 с. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-16-109421-1 (online)

Учебное 
пособие 
предназначено 
для 
формирования 
у 
бакалавров 

направления подготовки 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение 
машиностроительных производств» и магистрантов 15.04.05 «Конструкторскотехнологическое обеспечение машиностроительных производств» углубленных 
знаний 
о 
теоретических 
основах 
проектирования 
машиностроительного 

производства, 
современных 
методиках 
проектирования 
основной 

и вспомогательной систем машиностроительного производства.

УДК 621(075.8)
ББК 34.4/6я73

ISBN 978-5-16-109421-1 (online)
© Лаптева Е.Н., 2021

ФЗ 

№ 436-ФЗ 

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1 

 

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина 
«Проектирование 
машиностроительного 
производства» 

относится к вариативной части обучающего  цикла. Она изучается на последнем 

году обучения, сформированные знания и умения используются при написании 

выпускной квалификационной работы. 

Целью данного учебного пособия является систематизация и изложение в 

кратком виде
основ проектирования основной и вспомогательных систем 

машиностроительного производства. 

Учебное пособие предназначено для использования в учебном процессе по 

направлению подготовки 15.03.05 Конструкторско-технологическое обеспечение 

машиностроительных производств (уровень бакалавриата), а также рекомендуется 

для 
ознакомления 
обучаемых 
по 
направлению
подготовки: 
15.04.05 

Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств

(уровень магистр).

Особенностью данного учебного пособия является его практическая 

направленность: приведены методики расчетов, производственные примеры. 

Дидактический аппарат учебного пособия представлен  контрольными вопросами. 

1.
ОТЕЧЕСТВЕННОЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ

ПРОИЗВОДСТВО

Машиностроение является одной из важнейших индустрий нашей страны. 

На предприятиях данной сферы создается наиболее активная масса основных 

средств. Машиностроительный комплекс оказывает значительное влияние на 

направление и темпы развития научно-технического прогресса, на величину роста 

производительности труда, а также на многие другие показатели, влияющие на 

эффективность развития страны в целом. Весь объем изделий, который производит 

машиностроительный комплекс России, составляет более одной трети от всей 

товарной продукции, выпускаемой в стране. В машиностроении заняты 2/5 от 

общего 
количества 
промышленно-производственных 
рабочих. 
Здесь 
же 

установлена практически четверть от всех основных фондов промышленно
производственного 
характера, 
имеющихся 
в 
стране. 
Важно 
значение 

машиностроительного комплекса в жизни крупных районов России, причем от 

уровня развития данных предприятий зависит развитие всех сфер народного 

хозяйства. Велика роль машиностроительного комплекса и в обеспечении 

обороноспособности России. 

На структуру конкретного производства и построение его подразделений 

оказывают влияние производственно-технические и организационные факторы. 

Важнейшими 
из 
них 
являются 
характер 
производственного 
процесса 
и 

выпускаемой 
продукции, 
масштабы 
производства, 
характер 
и 
степень 

специализации, степень охвата жизненного цикла изделий.

В зависимости от состава предприятия и этапов производственного цикла 

машиностроительные предприятия разделяют на три вида.

К первому виду относятся предприятия с полным производственным 

циклом, включающим все этапы изготовления машин. Такие предприятия имеют 

все основные цеха: заготовительные, обрабатывающие, сборочные.

Ко второму виду относятся предприятия, выпускающие только заготовки для 

изготовления деталей машин (отливки, поковки, штамповки и т.д.). Основными

цехами 
предприятий 
данного 
вида 
являются
литейные 
и 
кузнечные, 

технологическим 
процессом 
предусматривается 
предварительная, 
частично 

механическая обработка заготовок (обдирка).

К третьему виду относятся предприятия, производящие механическую 

обработку заготовок, полученных с других предприятий и сборку машин; а также 

производящие только сборку машин из деталей, узлов и агрегатов, полученных с 

других предприятий. В первом случае в составе предприятия имеются основные 

обрабатывающие и сборочные цеха, во втором – только сборочные.

1.1. Структура машиностроительного производства

Каждое предприятие состоит из производств, цехов, участков, хозяйств, 

органов управления и организаций по обслуживанию работников предприятия. 

Установление взаимосвязей между ними позволяет организовать ход производства 

и рационально сформировать структуру предприятия. Различают общую и 

производственную структуру предприятия.

Общая 
структура 
предприятия 
представляет 
собой 
совокупность

производственных звеньев (производственная структура), а также организаций по 

управлению предприятием (организационная структура) и по обслуживанию 

работников
(обслуживающая структура),
рассматривая такие величины, как 

количество подсистем и соотношение между ними по размеру занятых площадей, 

численности работников и пропускной способности.

В 
составе 
органов 
управления 
выделяют
технические, 
плановые, 

экономические, оперативно-производственные подразделения, а так же службу 

кадров, бухгалтерию, службу маркетинга, службу материально-технического 

обеспечения.

К общепроизводственным организациям по обслуживанию работников 

относят
учреждения
питания, 
здравоохранения, 
жилищно-коммунальное 

хозяйство, библиотеки, детские учреждения, дома отдыха.

Под 
производственной 
структурой 
понимается 
совокупность 

производственных единиц предприятия и формы связей между ними. Это состав 

производственных подразделений предприятия (производств, цехов, хозяйств), их 

взаимосвязь, порядок и формы кооперирования, соотношение по численности 

занятых 
работников, 
стоимости 
оборудования, 
занимаемой 
площади 
и 

территориальному размещению.

В
производственной структуре выделяют
основные,
вспомогательные, 

обслуживающие 
и 
побочные 
производства.
К 
основным 
производствам

машиностроительного предприятия в общем случае относятся заготовительные, 

обрабатывающие, сборочные.
К вспомогательным производствам
относятся 

ремонтно-механические, 
инструментальные, 
энергетические, 
и, 
при 

необходимости, подразделения нестандартного оборудования. К обслуживающим 

производствам относятся тарные, транспортные, складские подразделения. К 

побочным 
производствам
относятся 
подразделения 
товаров 
народного 

потребления, по переработке сырья.

Организационная структура, являясь производной от производственной, 

оказывает на нее существенное влияние. Улучшение организационной структуры 

способствует совершенствованию производственной, созданию условий для ее 

оперативной перестройки на новые виды продукции, сокращает затраты на 

содержание производственных подразделений. Если же организационная структура 

предприятия в результате наслоения различных оперативных решений чрезмерно 

усложнена, то это усложняет и производственную структуру, провоцируя создание

излишних параллельно действующих подразделений, нарушению внутризаводских 

связей и, в конечном итоге, к неритмичности работы предприятия.

Представим полученную иерархическую схему на рисунке.

Общая структура предприятия 

Производственная структура

Обслуживающая структура

Организационная структура

Основное 

производство

Вспомогательное 

производство

Обслуживающее 

производство

Побочное производство

Заготовительное 

Обрабатывающее 

Сборочное 

Ремонтно
механическое 

Инструментальное 

Энергетическое 

Рисунок 1 - Состав машиностроительного предприятия.

Задача организации основного производства в общем виде заключается в 

создании условий для оптимального сочетания и эффективного использования всех 

его элементов: труда, предметов труда и средств труда, в результате чего 

увеличивается 
выпуск 
продукции, 
повышается 
производительность 
труда, 

улучшаются условия труда и снижаются издержки производства. Однако в каждом 

конкретном случае задачи организации основного производства зависят от 

специфических условий, особенностей технологий и технического оснащения 

производства.

Задачей вспомогательного производства является обслуживания основного 

производства и обеспечения бесперебойного изготовления и выпуска его 

продукции. По мере технического совершенствования основного производства 

необходимо параллельное развитие вспомогательного производства и повышение 

его технического и организационного уровня. На крупных предприятиях и 

объединениях вспомогательное производство следует развивать на основе 

централизации и специализации работ, обеспечивающих его наибольшую 

эффективность. 

 

1.2. Цели и задачи проектирования машиностроительного производства

Процесс проектирования промышленного производства является  по сути 

инвестиционным. Главным его содержанием является выработка экономических 

решений, 
касающихся 
производственных 
процессов, 
и 
их 
рациональное 

воплощение.
Предметом проектирования машиностроительного
производства

являются выбор места его размещения, типа застройки и концептуализация 

производственных
процессов, включая процессы 
материально-технического 

обеспечения, а также необходимые вспомогательные производственные процессы.

Специфика проектирования производств заключается в том, что речь идет о 

мысленном предвосхищении и определении необходимых видов деятельности и о 

подлежащих реализации проектных решениях, которые должны быть заранее 

определены с высокой точностью в рамках процесса проектирования. Речь идет, 

таким образом, о «производстве, задуманном на будущее». В процессе такого 

проектирования, как правило, возможны расхождения между требуемой глубиной 

проектирования, достоверностью имеющихся в распоряжении проектантов сроков 

и условий проектирования и изменяющимися в процессе проектирования 

заданными параметрами и условиями. Поэтому проектной работе свойственны 

приблизительные оценки, погрешности в расчетах, большой объем аналитической 

работы, исправления и сопоставления, а также привлечение в значительном объеме 

практического опыта.

Процесс проектирования машиностроительного производства включает в 

себя следующие этапы: разработка проекта, его реализация и ввод в эксплуатацию. 

При этом производство необходимо рассматривать как целостную систему, 

которая характеризуется результатами проведения проектных работ по следующим 

направлениям:

 выбор места размещения производства;

 разработка 
планов 
застройки, 
включая 
выбор 
и 

размещение сооружений и помещений (разработка генерального 

плана застройки);

 структурирование процессов производства и логистики 

(включая проектирование схем их организации
и кадрового 

обеспечения) в рамках установленных площадей и помещений 

(проектирование структуры промышленного предприятия), а также 

их практическая реализация и ввод в эксплуатацию.

Конкретное воплощение проектов в перечисленных направлениях и образует 

концепцию 
машиностроительного
производства, 
на 
ее 
базе
которой 

формулируются целевые задачи, объединяемые в три группы целей:

1. Обеспечение высокой экономической эффективности промышленного 

производства. Производственный цикл продукта должен занимать минимально 

короткое время и осуществляться при минимальных складских запасах в 

установленные 
сроки 
с 
необходимым 
качеством 
и 
минимизацией

непроизводительной 
деятельности. 
Необходимо 
обеспечить 
максимально 

эффективное использование оборудования, площадей, помещений и персонала, а 

также оптимальные материально-производственные потоки.

2. 
Обеспечение 
высокой 
гибкости 
и 
вариантности 
использования 

промышленного предприятия. Оборудование предприятия, производственные 

процессы и структура помещений должны быть приспособлены к гибкой 

регулировке в ответ на колебания рынка сбыта или для перестройки на новые 

процессы, оборудование и организационные принципы.

3. Обеспечение высокой привлекательности промышленного предприятия, 

определяемой гуманными условиями работы, оплатой труда и социальными 

гарантиями, мотивирующими персонал; соблюдением экологических требований; 

использованием при строительстве промышленной архитектуры, отвечающей 

современным эстетическим требованиям.

Таким образом, концепция любого промышленного предприятия является 

результатом взаимодействия человеческого, технического и организационного 

факторов.

1.3. Особенности проектирования современных автоматизированных 

машиностроительных производств

Рассмотрение состава задач и методов их решения при проектирования 

современных 
автоматизированных 
машиностроительных 
производств 

рекомендуется  проводить на основе концепции архитектуры технической системы 

как 
структурно-функциональной 
модели, 
описывающей 
состав 
системы 

(подсистемы, уровни, компоненты); функции подсистем, уровней, компонентов; 

связи и взаимодействие (интерфейсы) подсистем, уровней и компонентов; правила 

композиции (объединения) компонентов, уровней и подсистем.

При таком подходе внимание уделяется функциональному описанию 

системы, при этом каждая функция выделяется как самостоятельная лишь тогда, 

когда возможно ее определение через однозначное описание внешнего поведения 

компонента, реализующего данную функцию; определяются предпочтительные 

варианты реализации системы, в которых сохраняется разделение
между 

подсистемами, 
выделенными 
на 
структурно-функциональной 
модели; 

обеспечивается возможность распараллеливания на возможно более ранней стадии 

работ по проектированию и реализации системы; облегчаются стыковка 

компонентов и комплексная отладка системы, а также ее изменение.

Применения 
данного
подхода
требует
формального
определения

структурных единиц проектируемой системы. Для этого используют концепцию 

открытой 
производственной 
системы, 
функция 
которой 
состоит 
в 

целенаправленном преобразовании свойств материальных объектов на основании 

информации и команд, поступающих извне. Для системы более высокого уровня 

она является объектом обобщенного технологического оборудования, внутреннее 

устройство и конкретные механизмы функционирования которого скрыты.

Для
того 
чтобы 
определить структуру 
производственной системы, 

необходимо задать следующие характеристики: 

 технологические возможности проектируемого производства;

 набор объектов, участвующих в обмене с внешней средой; 

 набор правил, регламентирующих эти обмены;