Лекция 12 Тема: Состав и количество основного оборудования в непоточном производстве

Вид материала

Лекция

Содержание Первый метод. Второй метод. Третий метод. Четвертый метод. Пятый метод. Шестой метод.

Подобный материал:

• Лекция 11 Тема: Состав и количество основного оборудования в поточном производстве, 124.87kb.
• План лекций для студентов педиатрического факультета на весенний семестр 2011-2012, 50.89kb.
• Воробьева Ольга Владимировна Атмосфера и атмосферные явления. Тема урок, 55.05kb.
• Лекция Тема: система междуранодных отношений, 117.17kb.
• Программа по дисциплине сд. 3 " Технологическое оборудование в производстве, обработке, 220.17kb.
• Аннотация диплом, 1006.46kb.
• Лекция «Математика в жизни, производстве, науке, в твоей будущей профессии», 51.21kb.
• 1 11 Тема 2 12 тема 3 13 Тема 4 14 Тема 5 15 Тема 6 17 Тема 7 20 Тема 8 22 Тема, 284.17kb.
• Учебное пособие Москва 2007 Содержание Лекция № Актуальность борьбы с шумом на производстве,, 1016.54kb.
• План помещения Служебный состав завода Gibson Расположение оборудования, 201.2kb.

Лекция 12

Тема: Состав и количество основного оборудования в непоточном производстве


При выборе состава основного оборудования для непоточного производства следует в первую очередь ориентироваться на результаты расчета экономической эффективности, а так же учитывать возможность встраивания его в автоматический комплекс с учетом как автоматизации его загрузки и разгрузки, так и стыковки системы управления оборудования с цент реализованной ЭВМ. Расчет экономической эффективности должен основываться на учете следующих факторов: номенклатуры и объема выпуска изделий, характера выполняемых операций, числа переходов в них и степени параллелизации их выполнения, стоимости оборудования, необходимого количества обслуживающего персонала и др. Широта номенклатуры непоточного производства вынуждает использовать основное оборудование, которое может быстро переналаживаться при смене выпускаемой продукции. Этим требованиям отвечают станки с ЧПУ, которые позволяют осуществлять быструю кинематическую переналадку, а при оснащении их системами автоматической размерной настройки — точностную переналадку, т. е. оборудование более низкого класса и группы.

Таким образом, в состав участков непоточного производства следует включать оборудование, отвечающее заданным требованиям для конкретных условий изготовления продукции при использовании которого будет достигнута минимальная себестоимость изготовления.

Использование основного оборудования с системами ЧПУ в составе автоматизированных участков позволяет сократит потери времени на его переналадку, а также уменьшить затраты оборотных средств, связанных с незавершенным производством, так как в этом случае значительно сокращается цикл производства изготовления изделия и повышается оператив­ность управления всем цехом. Наибольший эффект, получае­мый в результате использования систем ЧПУ в составе авто­матизированных комплексов, достигается при изготовлении сложных деталей малыми партиями, так как в этом случае со­кращается время на подготовку и смену управляющих про­грамм за счет централизованного управления от ЭВМ.

Затраты на переналадку технологического оборудования, приходящиеся на одно изготовляемое изделие,

(12.1)

где п_оп — число операций, для которых по технологическому процессу необходима переналадка на изготовление изделий нового наименования; t_нал — средняя продолжительность пе­реналадки, ч; r_нал — часовая ставка наладчика, учитывающая премию и накладные расходы на обслуживание производства, руб.; f_зап — частота запуска партий изделий в течение года; N — годовой объем выпуска изделий, шт.

Следовательно, затраты на переналадку основного обору­дования, приходящиеся на одну деталь, прямо пропорци­ональны сложности переналадки, частоте запуска партий из­делий в течение года и обратно пропорциональны годовому объему выпуска изделий, т. е. они будут наиболее значитель­ны в непоточном производстве.

Затраты в результате связывания оборотных средств в не­завершенном производстве, приходящиеся на одно изделие,

(12.2)

где С_и — полная себестоимость изделия, руб.; k_nот — коэффи­циент, учитывающий потери от связывания оборотных средств в незавершенном производстве, k_пот = 0,1; Ф_д — число рабочих дней в году; — годовая трудоемкость механи­ческой обработки на всех операциях, дни; t_c6 — время проле­живания детали до сборки, дни; k_c6 — коэффициент, усред­няющий время пролеживания деталей, входящих в партию, до сборки; t _{м п} — среднее время пролеживания между опера­циями, дни; п — число операций.

Из приведенной формулы вытекает, что с увеличением частоты запуска деталей в производство и уменьшением пар­тии деталей п_п = N/f_зan затраты от связывания оборотных средств в незавершенном производстве будут снижаться.

Суммарные затраты, приходящиеся на одну деталь, от пе­реналадки автономного оборудования с ЧПУ и связывания оборотных средств в незавершенном производств приведены на рис. 12.3. Из графика можно определить оптимальную част ту запуска, обеспечивающую минимум затрат.

Особенность определения количества основного оборудования в непоточ­ном производстве, харак­теризующегося широкой и в ряде случаев нестабиль­ной номенклатурой выпускаемых изделий, заключа­ется в том, что в большинстве случаев невозможно разработать технологические процессы на каждое наименование изделия. В то же время для расчета количества основного оборудования необходимо знать суммарную станкоемкость обработки или машиноемкость в условиях автоматизированной сборки по операциям , таким образом, количество основного оборудования:

(12.3)

Для расчета количества оборудования в непоточном производстве используют различные методы приведения про граммы выпуска изделий, сущность которых заключаете в том, что суммарную станкоемкость или машиноемкость определяют для выбранных изделий-представителей в каждой группе изделий, на которые разрабатываются технологические процессы изготовления. В этом случае сокращается длительность и трудоемкость проектных работ.

На первом этапе осуществляют разбивку всех деталей сборочных единиц на группы по конструктивному и технологическому подобию. Для разбивки на группы необходимо классифицировать изделия с целью статистического описания совокупности изделий и их основных характеристик, для чего разработаны соответствующие классификационные признаки. Состав классификационных признаков обеспечивает возможность разбиения изделий на технологические группы в основе которых заложена не только общность технологических маршрутов изготовления, но и возможности используемого основного оборудования. Поэтому наиболее целесообразна классификация деталей, в основу которой положены технологические возможности металлорежущих станков. В этом случае любая деталь из всего множества номенклатуры, вхо­дящей в определенную группу, может быть описана набором классификационных признаков.

Кроме габаритных параметров, должны учитываться вид заготовки, определяющий особенности основного оборудова­ния и технологический процесс изготовления, материал изго­товляемой детали, определяющий условия стружкоудаления, и т. д.

Классификация сборочных единиц также осуществляет­ся по конструктивно-технологическим признакам на базе об­щности применяемого сборочного оборудования и технологи­ческой оснастки. В качестве конструктивно-технологических признаков учитывают габаритные размеры, массу и геометри­ческую форму объектов сборки, их материал, геометрическую форму и размеры сопрягаемых поверхностей и баз, способ­ность объектов сборки к загрузке в оборудование, точность от­носительной ориентации объектов на позиции сборки, вид сборочной операции и др.

В условиях автоматизированного проектирования клас­сификация деталей может быть проведена по методике Оргстанкинпрома. Кодирование сложности детали проводится с использованием классификатора деталей, в котором детали различаются по следующим признакам: служебному назначению, основной форме (класс), габаритным размерам, матери­алу, массе, виду термической обработки, видам элементарных поверхностей и их размерам, точности и шероховатости. На каждую деталь заполняют кодировочную таблицу по данным чертежа детали и классификаторов классов деталей и элементарных поверхностей. Таким образом, создаются массивы данных по группам, классам и подгруппам материалов дета­лей. Затем проводится выявление и анализ характеристик со­вокупности деталей с целью определения основных требова­ний к станкам и выбора деталей-представителей для проекти­рования технологических процессов.

Путем машинной обработки данных о деталях выявляют их распределения, характеризующие всю совокупность дета­лей определенного класса, в частности трехмерные распре­деления; размеры — сложность деталей, размеры — масса де­талей, размеры — точность деталей; тип элементарной по­верхности — положение относительно основной базы, тип элементарной поверхности — точность, тип элементарной по­верхности — размер и др.

В распределениях, имеющих размерный параметр детали, можно выделить ряд деталей по размерным характеристика станков и иметь для этих интервалов описание совокупности деталей, которые по существу являются характеристикой комплексной детали.

Следует иметь в виду, что точность расчетов с использованием методов приведения программы выпуска в значительно степени зависит от формирования групп и выбора изде­лий-представителей.

Исходя из данных о распределении основных параметров изделий, определяют изделия-представители для класса изделий в выбранных размерных группах, отражающие характерный технологический маршрут изготовления изделий данной группы.

Рекомендуются следующие соотношения массы М_пр и го­дового объема выпуска N_np изделия-представителя с соответ­ствующими показателями в группе: ; , где (, и , - соответ­ственно наибольшие и наименьшие значения массы и годово­го объема выпуска изделий, входящих в соответствующую группу. При невыполнении данных соотношений производят дополнительное разбиение изделий на группы.

Разрабатывают технологические процессы и определяют станкоемкости изготовления изделий-представителей по опе­рациям, имеющим наибольшую, среднюю и наименьшую сложность в группе.

Расчет количества каждого типа основного оборудования производится с использованием одного из следующих методов приведения программы выпуска.


Первый метод.

Поскольку известно значение машиноемкости в крайних интервалах (размах) и закон распределения (логарифмически нормальный), можно определить матема­тическое ожидание машиноемкости по каждой операции и, умножив ее на число изделий, изготовляемых на данной опе­рации, определить машиноемкость на годовую программу выпуска. Затем по формуле (12.3) рассчитывают количество ос­новного оборудования, требуемое для каждой операции. Дан­ный метод эффективен при автоматизированном проектирова­нии машиностроительного производства.


Второй метод.

Трудоемкости изготовления изделий-пред­ставителей T_Mi по типам используемого оборудования в тех­нологическом процессе изготовления делят на массу M_j соот­ветствующих изделий-представителей, определяют машино­емкость изготовления одного килограмма изделия, которую и принимают как среднюю для всей рассматриваемой группы, из которой взяты изделия-представители. Умножив массу всей группы изделий М_j на среднюю станкоемкость 1 кг этой группы по типам оборудования и просуммировав полученные произведения, определяют общую машиноемкость, необходи­мую для изготовления изделий заданной программы выпуска по формуле:

(12.4)

где n — число изделий-представителей; m — число групп.


Третий метод.

Определяют общий коэффициент приведе­ния k_пр, характеризующий отношение станкоемкости (маши­ноемкости) изготовления приводимого изделия к станкоем­кости (машиноемкости) изделия-представителя. Он может быть определен через коэффициенты массы k_M, серийности k_сер, точности k_T и оригинальности k₀, по формуле:

(12.5)

Коэффициент k_M, учитывающий различие в массе собирае­мого приводимого изделия М_пр и изделия-представителя М_пс, определяют по следующей эмпирической формуле:

(12.6)

При механической обработке расчет выполняют по это же формуле, используя отношение площадей обрабатываемых поверхностей приводимого изделия и изделия-представителя.

Коэффициент серийности К_cep учитывает изменение маши­ноемкости (станкоемкости) изготовления при изменении объ­ема выпуска изделий. Он отражает влияние объема выпуска изделий на время переналадок основного оборудования и оп­ределяется по формуле:

, (12.7)

где и — соответственно объем выпуска приводимого изделия и изделия-представителя; α = 0,2...0,33 — показатель степени, за­висящий от габаритных размеров изделий.

Коэффициент приведения по точности К_T учитывает влия­ние точности изготовления изделий на станкоемкость (машиноемкость) операций. Например, ужесточение требования к точности или шероховатости обрабатываемых поверхностей приводит к росту станкоемкости обработки деталей за счет увеличения числа переходов или снижения режимов резания. В общем случае при сборке изделий нормальной точности Кт = 1,0; изделий повышенной точности Кт = 1,1 и изделий высокой точности Кт= 1,2. При механической обработке коэф­фициент Кт учитывает средний квалитет и среднее значение параметра шероховатости поверхностей детали Ra. Среднее значение квалитета приводимого изделия и изделия-предста­вителя:

, (12.8)

где T_i — i-й квалитет; n_i — число размеров i-го квалитета.

Среднее значение параметра шероховатости поверхностей приводимого изделия и изделия-представителя:

(12.9)

где Ra_j — j-e значение Ra; n_j — число поверхностей, имеющих значение Ra = j.

Для определения коэффициента К_T, характеризующего квалитет точности изделия, рекомендуется использовать сле­дующие зависимости:

Средний квалитет Т	6	7	8	11	12	13
КТ	1,3	1,2	1,1	1,0	0,9	0,8

Величина К_ш зависит от среднего параметра шероховатос­ти поверхностей детали:

Среднее значение параметра шероховатости поверхности Ra	20	10	5	2,5	1,25	0,63
КШ	0,95	0,97	1,0	1,1	1,2	1,4

При механической обработке:

(12.10)


В сборочном производстве определяют коэффициент К_о, учиты­вающий число оригинальных деталей в сборочных единицах, из за­висимости , где n_пр — число наименований ориги­нальных деталей в приводимом изделии; n_пс — то же в изделии-представителе.

Произведение всех коэффициентов приведения даст общий ко­эффициент приведения K_ПР, который позволит определить станкоем­кость изготовления детали или машиноемкость сборки узла в авто­матизированном производстве, не разрабатывая при этом технологи­ческий процесс изготовления рассматриваемого изделия. Для этого умножают коэффициент приведения K_ПР на станкоемкость (машино­емкость) изделия-представителя: .

Определив коэффициент приведения для каждого изделия в группе, можно найти суммарную станкоемкость (машиноемкость) изготовления изделий всей группы.


Четвертый метод.

Проектирование экспериментальных сборочных и механических производств выполняют по услов­ной программе, так как для них характерна нестабильность номенклатуры выпускаемых изделий. В этом случае выбира­ют условные изделия, на которые имеются чертежи, в таком количестве, чтобы их масса была равна массе изделий, плани­руемых к выпуску в данном производстве. На все детали этого изделия разрабатывают технологические процессы и опреде­ляют суммарную станкоемкость по типам необходимого обо­рудования (по операциям) на годовой выпуск деталей по за­данной программе.


Пятый метод.

При реконструкции или техническом пере­вооружении действующих цехов используют способ расчета количества основного оборудования, основывающийся на на­личии заводских данных о станкоемкости изготовления изделий и планируемого снижения станкоемкости за счет внедре­ния прогрессивной технологии и повышения уровня автома­тизации проектируемого производства.

Наибольший эффект достигается в результате внедрения нового оборудования на лимитирующих операциях технологиче­ского процесса, поэтому при изучении действующего процесса необходимо их выявить и выяснить их фактическую трудоем­кость, уровень технологического оснащения. Повышение произ­водительности на лимитирующих операциях позволит резко по­высить производительность всего производственного процесса.

Сущность расчета количества основного оборудования за­ключается в следующем. Собирают данные о фактической станкоемкости выполнения каждой операции технологиче­ского процесса изготовления трех-четырех изделий-предста­вителей в каждой группе. На основании анализа полученных данных определяют лимитирующие операции, на которых следует использовать более прогрессивное оборудование. Имеющиеся станкоемкости по каждому виду работ корректи­руют с учетом изменения объема выпуска изделий и сниже­ния станкоемкости изготовления благодаря использованию более производительного оборудования. Коррекция осуществ­ляется путем введения коэффициента коррекции станкоем­кости K_кp, определяемого по формуле:

(12.11)

где Т_б и Т_пр — соответственно базовая и проектная станкоем­кость выполнения операции; N_б и N_пр — соответственно базо­вый и проектный объем выпуска изделий-представителей; n — число изделий-представителей в выбранной группе.

Для определения проектной станкоемкости Т_пр разрабаты­вают новый прогрессивный технологический процесс для рекон­струируемого производства. Коэффициент коррекции станкоем­кости зависит от сложности изготовляемых изделий, техниче­ского уровня действующего производства и партии запуска. Чем сложнее изготовляемое изделие, ниже технический уровень действующего производства и меньше партия запуска, тем мень­ше коэффициент коррекции станкоемкости, и наоборот.

Полученный расчетным путем средний коэффициент кор­рекции станкоемкости относят ко всем изделиям в группе и, пользуясь им, определяют проектную, новую станкоемкость изготовления всех изделий в группе, не разрабатывая при этом технологического процесса их изготовления. Проектную станкоемкость определяют по формуле .

Аналогичные расчеты проводят для каждой группы изде­лий и, суммируя эти значения для каждой операции, опреде­ляют количество основного оборудования.


Шестой метод.

На стадии предпроектного периода используют ук­рупненный способ определения количества основного обору­дования, основанный на использовании технико-экономиче­ских показателей. При этом способе в качестве исходных дан­ных должны быть известны показатели продукции по массе, габаритным размерам, сложности, точности и соответствую­щие нормативные технико-экономические показатели. По­следние устанавливают на основании анализа изготовления аналогичных изделий на передовых заводах страны и за рубе­жом, проведенного специальными отраслевыми технологиче­скими институтами.

При этом способе технологический процесс изготовления изделий не разрабатывают, а в качестве основы для расчетов принимают следующие обобщающие технико-экономические показатели:

• станкоемкость механической обработки или трудоем­кость (машиноемкость) сборочных работ 1 т массы изделий;
  
• годовой выпуск продукции, осуществляемый единицей основного оборудования для принятого режима работы в нату­ральном выражении (т, шт.);
  
• годовой выпуск изделий, осуществляемый единицей ос­новного оборудования в денежном выражении (вследствие не­постоянства показателя он используется редко).
  

Точность расчетов, выполненных этим способом, в основ­ном зависит от точности принятых в основу технико-экономи­ческих показателей.

Расчет по показателю машиноемкости осуществляют в следующей последовательности. Выбрав из аналогичных производств подобное изделие, которое будет изготовляться в проектируемом цехе, и зная машиноемкость изготовления 1 т его массы, берут этот показатель в качестве исходного. Суммарная машиноемкость изготовления всех изделий

, (12.12)

где Т_н — нормативная машиноемкость изготовления 1 т изде­лий, маш-ч; М_и — масса изделия, т; N — годовой объем выпу­ска данного изделия, шт.; — коэффициент серийности.

Коэффициент серийности отражает изменение объема выпуска изделия для проектируемого производства по отношению к базовому производству и определяется по следующим нормативным данным:

	0,10	0,20	0,30	0,40	0,50	0,65	0,90
	0,73	0,78	0,83	0,87	0,90	0,94	0,99

Зная суммарную станкоемкость изготовления изделий, с помощью формулы (12.3) можно рассчитать количество основного оборудования для проектируемого машиностроительного производства.