Как рассчитать количество основного оборудования в поточном производстве?

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 37Следующая ⇒

           Одним из этапов проектирования автоматических цехов и участков является определение состава и количества основного оборудования, которое должно обеспечивать высокую эффективность производственного процесса. При выборе состава основного оборудования следует ориентироваться на основные организационно-технические направления и технологические процессы изготовления изделий, причем сле­дует иметь в виду, что процесс разработки технологического процесса и выбора состава и количества основного оборудования итерационный. Критерием при решении данной оптимизацион­ной задачи является минимум приведенных затрат.

Расчет количества технологического оборудования для поточ­ного производства производится по точной программе и преду­сматривает разработку подробного технологического процесса обработки или сборки с техническим нормированием выполнения каждой операции на все изготовляемые изделия, входящие в про­грамму выпуска.

Расчет числа станков, необходимых для каждой операции, выполняют на основании штучно-калькуляционного времени и объема выпуска каждого наименования изделия, проходящего эту операцию, по формуле:

где n — число наименований изделий, проходящих данную опе­рацию; t_ш к_t и N_t соответственно штучно-калькуляционное время (мин) изготовления i-го наименования изделия на данной операции и ее годовой объем (шт.) выпуска; Ф_э — эффективный годовой фонд времени работы основного оборудования, ч.

Штучно-калькуляционное время:

где t_опt — оперативное время изготовления изделия на данной операции, мин; t_тt — время, затрачиваемое на техническое об­служивание основного оборудования, отнесенное к одному из­готовляемому изделию (время на замену, настройку и подна- стройку инструмента, устранение неисправностей и т. п.), мин; t_оргt — время, затрачиваемое на организационное обслуживание основного оборудования (на подготовку технологического обо­рудования к работе, простои, связанные с несвоевременным полу­чением полуфабриката, сбои с доставкой инструмента и т. п.), мин; t_пt— время регламентированных перерывов на отдых и естественные надобности рабочего, мин; Т_пз_t — среднее подго­товительно-заключительное время, затрачиваемое на переналадку при переходе на операцию изготовления i-го изделия, мин; n_i — партия запуска данных изделий, шт.

При отсутствии данных по составляющим штучно-калькуля­ционного времени можно пользоваться формулой:

где α — процент потерь времени (внецикловых) от оперативного времени; а = 6 …18% в зависимости от сложности наладки.

При непрерывно-поточном производстве последняя составляю­щая штучно-калькуляционного времени не учитывается, так как в данном случае отсутствует переналадка оборудования на другие наименования изделий.

Вычисленное значение С_р округляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом количество технологического оборудованияС_пр, принятое для выполнения данной операции.

Коэффициент загрузки технологического оборудования к_з на данной операции к_з =С_р/С_пр, гдеС_р, С_пр — оборудование соответственно расчетное и принятое.

Следует учесть, что всегда коэффициент загрузки к_з < 1. В случае незначительного превышения (на 5—10%) расчетного количества технологического оборудования над ближайшим целым числом необходимо пересмотреть содержание структуры выполне­ния операции, параметры режимов ее выполнения и состава тех­нологического оснащения, что в итоге приведет к общему повыше­нию коэффициента загрузки оборудования. Желательно, чтобы при проектировании поточного производства к_з ≥ 0,65.

При расчете числа станций на сборочном конвейере необходимо учесть, что помимо рабочих станций на конвейере размещают 5—10% резервных для случая изменения конструкции собирае­мого изделия.

При выборе состава и количества основного оборудования не­обходимо предусмотреть построение технологической системы в виде автоматической линии.

Вследствие того, что в поточном производстве используют специальное оборудование и автоматические линии, очень важен выбор оптимальной структурно-компоновочной схемы оборудо­вания. Выбор структурно-компоновочной схемы техноло­гической системы обычно производится при комбинаторном, пошаговом решении задачи с поиском оптимального варианта. Критерием оптимальности служит минимум приведенных затрат, который учитывает объем выпускаемой продукции, станкоемкость выполнения переходов при изготовлении изделия, норма­тивный коэффициент экономической эффективности, потери вре­мени на отказы оборудования, зависящие от его сложности, за­траты на заработную плату обслуживающего персонала, стои­мость оборудования и ряд других факторов. В качестве ограниче­ний принимают условия обеспечения требуемого качества изделий и требуемой производительности, которую определяют по формуле:

где р =1, ..., п — число параллельных потоков изготовления изделий; к_з — коэффициент загрузки линии как характеристика условий ее эксплуатации; t_p(q)— время рабочих ходов рабочего цикла, зависящее от принятых режимов выполнения технологиче­ской операции и числа позиций; t_в — время вспомогательных ходов рабочего цикла, зависящее от выбранного типа транспортно- загрузочной системы; Σt_и — внецикловые потери по инструменту как характеристика надежности; q — число рабочих позиций (технологического оборудования)в линии; t_об — ожидаемые внецикловые потери для одной единицы оборудования как характе­ристика надежности; п_у — число участков, на которое делится линия, 1≤ п_у ≤q; W— коэффициент возрастания простоев ли­митирующего участка вследствие неполной компенсации потерь накопителями.

Ожидаемую производительность линии оценивают с учетом технических и организационных простоев. Обычно принимают коэффициент загрузки линии к_з равным 0,85—0,90. Коэффициент возрастания простоев вследствие неполной их компенсации на­копителями принимают в зависимости от числа участков линии и вместимости накопителей. При вместимости накопителей, обес­печивающих работу линии в течение 30—50 мин, коэффициент W выбирают в зависимости от числа участков:

Оптимальное число участков в автоматической линии рассчи­тывают по формуле:

где З₀ — годовой фонд заработной платы наладчиков и операто­ров; α — относительная стоимость накопителя по отношению к стоимости одной единицы оборудования в автоматической линии; t_on — оперативное время; К — стоимость оборудования линии при простейшем структурном варианте с жесткой связью (n_y = 1).

Сущность поиска оптимального структурно-компоновочного решения заключается в следующем. Для изготовления изделий возможно множество G{ g₁,g₂, ..., g_n} вариантов компоновочных решений, которые можно разделить на несколько видов: однопозиционное технологическое оборудование g₁ многопозицион­ное технологическое оборудование g₂, система из многопозицион­ного оборудования (линии) g₃. На первом шаге выбирают вид компоновочной схемы с минимальным значением выбранного критерия, для которого будет продолжаться поиск. С этой целью для каждого из трех видов разрабатывают варианты с максималь­ной (параллельной или параллельно-последовательной) концен­трацией переходов в операции, обеспечивающие минимальные значения станкоемкости изготовления изделий и числа оборудо­вания для полного их изготовления.

Для каждого вида  компоновочного решения производят расчет приведенных затрат по формуле:

где N — годовой объем выпуска изделий; т — общее число концентрированных операций изготовления изделий; δ, β— ко­эффициент доплат и накладных расходов в относительных еди­ницах; S₀ — минутная заработная плата оператора; Т_иi — тру­доемкость изготовления i-гo изделия; A_t — годовые затраты на оборудование; a_t — число однотипного оборудования на каждой операции; Е_н — нормативный коэффициент экономической эф­фективности.

Трудоемкость изготовления изделия Т_и = T_с/f, где Т_с — станкоемкость выполнения операции или время цикла станка; f ≥ 2 — коэффициент многостаночного обслуживания.

      Так как расчеты выполняют на ранних этапах проектирования и они носят укрупненный характер, в них не учитывают затраты на электроэнергию и инструмент, отнесенные к единице продук­ции, амортизационные отчисления рассчитывают по нормативным коэффициентам в зависимости от стоимости. Аналогичным обра­зом учитывают и затраты на текущий ремонт и обслуживание, не учитывают сумму удельных потерь времени вследствие отказов оборудования, замены и настройки инструментов, ожидания наладчика.

На последующих шагах поиска производят выбор класса и группы выполнения операции из генерируемых вариантов. Этот выбор может быть выполнен по уточненному критерию с учетом всех вышеперечисленных факторов. При выборе оптимального вари­анта следует учитывать конкурирующие варианты, и поэтому можно воспользоваться результатами предыдущих расчетов.

Целенаправленный поиск оптимального структурно-компоно­вочного решения технологического оборудования позволяет сокра­тить число рассматриваемых вариантов структуры выполнения операций, причем на последних шагах поиска используют уточ­ненный критерий. Все это приводит к значительному сокращению трудоемкости проектных работ.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США