Как выбрать состав и количество основного оборудования в гпс.

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 37Следующая ⇒

           При выборе состава технологического оборудо­вания для ГПС следует в первую очередь ориентироваться на ре­зультаты расчета экономической эффективности, а также учиты­вать возможность встраивания его в автоматический комплекс с учетом как автоматизации загрузки и разгрузки его, так и стыковки системы управления оборудования с централизованной ЭВМ. Широта номенклатуры гибкого производства вынуждает использовать основное оборудование, которое может быстро переналаживаться при смене выпускаемой продукции. Этим требованиям отвечают станки с ЧПУ. Таким образом, в состав гибких автоматизированных участков (ГАУ) следует включать оборудование, отвечающее заданным требованиям для конкретных условий изготовления продукции и при использовании которого будет достигнута минимальная себестоимость изготовления. Для ориентации при выборе состава оборудования в зависимости от типа производства можно пользо­ваться графиком, приведенным на рис. 2.18. Из графика видно, что стоимость изготовления деталей в гибком производстве в 5—9 раз выше, чем в поточном, что объясняется в основном высокой частотой переналадок, а следовательно, и повышением времени, затрачиваемого на их проведение. Использование авто­матических комплексов с ЧПУ вместо универсального оборудо­вания позволит сократить число рабочих-станочников и повысить производительность труда в 4 раза и более.

       В ГПС широко используются гибкие производственные модули (ГПМ), состоящие из технологического оборудования и загрузочно- разгрузочных устройств в виде промышленных роботов, а также встроенных накопителей.

Подобные технологические модули позволяют не только автома­тически выполнять технологические операции, но и осуществлять функции автоматической транспортно-накопительной системы.

Использование технологического оборудования с системами ЧПУ в составе автоматизированных участков позволяет сократить потери времени на переналадку его, 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, достигаемый 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:

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.

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

где С_и — полная себестоимость изделия, руб.; к_пот— коэффи­циент, учитывающий потери от связывания оборотных средств в незавершенном производстве к_пот = 0,1; Ф_д — число рабочих дней в году; ΣТ_мех — годовая трудоемкость механической об­работки на всех операциях, дни; t_сб — время пролеживания детали до сборки, дни; к_сб — коэффициент, усредняющий время пролеживания деталей, входящих в партию, до сборки; t_мп — среднее время пролеживания между операциями, дни; п — число операций.

       Особенность определения количества основного оборудования в ГПС, характеризующейся широкой 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 так как количество технологического оборудования:

Для расчета количества основного оборудования в ГПС используют различные методы приведе­ния программы выпуска изде­лий, сущность которых заклю­чается в том, что суммарную станкоемкость или машиноемкость определяют для выбран­ных изделий представителей, на которые разрабатываются техноло­гические процессы изготовления. В этом случае сокращается трудо­емкость проектных работ в условиях многономенклатурного про­изводства.

На первом этапе осуществляют разбивку всех деталей и 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 технологического оборудования.

В условиях автоматизированного проектирования классифи­кация деталей может быть проведена по методике Оргстанкин прома. 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.

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 — по­ ложение относительно основной базы, тип элементарной поверх­ности — точность, тип элементарной поверхности — размер и др.

       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.

При проектировании технологического процесса на изделие-представитель в условиях ГПС необходимо ориентироваться на основное оборудование, оснащенное системами ЧПУ, так как оно позволяет сокращать время на настройку при переходе с из­готовления деталей одного типоразмера на изготовление деталей другого типоразмера и выбирать оборудование более низких класса и группы.

Расчет количества технологического оборудования с исполь­зованием методов приведения программы выпуска может быть осуществлен по одному из следующих способов.

· При первом способе разрабатывают технологические процессы и определяют станкоемкости изготовления изделий-представи­телей по операциям, имеющим наибольшую, среднюю и наимень­шую сложность в группе. Поскольку будет известно значение станкоемкости в крайних интервалах (размах) и закон распреде­ления (логарифмически нормальный), можно определить матема­тическое ожидание станкоемкости по каждой операции и, умножив ее на число изделий, изготовляемых на данной операции, опреде­ лить станкоемкость на годовую программу выпуска. Затем по формуле рассчитывают количество технологического обо­рудования, требуемое для каждой операции.

· Второй способ заключается в том, что из каждой группы выбирают три—пять изделий-представителей, для которых рас­считывают станкоемкость изготовления T_ci по типам используе­мого оборудования в технологическом процессе изготовления. Разделив полученную станкоемкость на массу M_і соответствую­щих изделий-представителей, определяют станкоемкость 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 станкоемкость, необходимую для изготовления изделий заданной программы выпуска по формуле:

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

· При расчете количества основного оборудования третьим способом определяют общий коэффициент приведения k_пp, 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:  k_пp = k_Kk_cepk_тk₀.

Коэффициент k_M, учитывающий различие в массе собираемого приводимого изделия М_пр и изделия-представителя М_пред, опре­деляют по следующей эмпирической формуле: k_M = (М_пр/М_пред)^0,66.

При механической обработке расчет выполняют по этой же формуле, только берут отношение площадей обрабатываемых поверхностей приводимого изделия и изделия-представителя.

Коэффициент серийности k_cep учитывает изменение машино­емкости (станкоемкости) изготовления при изменении объема выпуска изделий. Он отражает влияние объема выпуска изделий на время переналадок технологического оборудования и опреде­ляется по формуле k_cep = (N_пр/N_пред)^α, где N_пр и N_пред — соответственно объем выпуска приводимого изделия и изделия-представителя; α = 0,2 ... 0,33 — показатель степени, зависящий от габаритных размеров изделий.

Коэффициент приведения по точности k_T учитывает влияние точности изготовления изделий на станкоемкость (машиноемкость) операций. Например, ужесточение требований 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 k_T = 1,0, изделий повышенной точ­ности k_T = 1,1 и изделий высокой точности k_T = 1,2. При механи­ческой обработке коэффициент k_T учитывает средний квалитет Т и среднее значение параметра шероховатости поверхностей де­тали Ra. Среднее значение квалитета приводимого изделия и из­делия-представителя:

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

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

где Ra_j — j-е значение Ra; п_j — число поверхностей, имеющих значение Ra = j.

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

         Величина k_m зависит от среднего параметра шероховатости поверхностей детали:

При механической обработке:

Произведение всех коэффициентов приведения даст общий ко­эффициент приведения k_пр, который позволит определить станкоемкость обработки 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 Т_{с пред}:  Т_с. _пр = k_пр Т_{с пред}

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

Аналогичным образом рассчитывают количество основного оборудования в сборочном производ­стве.

При реконструкции или техническом перевооружении дей­ствующих цехов используют способ расчета количества основного оборудования, основывающийся на наличии заводских данных о трудоемкости (станкоемкости) изготовления изделий и плани­руемого снижения трудоемкости за счет внедрения прогрессивной технологии и повышения уровня автоматизации проектируемого производства. Собирают данные о фактической трудоем­кости (станкоемкости) выполнения каждой операции технологи­ческого процесса изготовления трех-четырех изделий-предста­вителей в каждой группе. На оновании 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 производственного оборудования. Коррекция осуществляется путем введения коєффициента коррекции станкоемкости k_кр, определяемого по формуле:

где Т_б и Т_пр — соответственно базовая и проектная станкоемкость выполнения операции; N₆ и N_np — 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. 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 T_{np i}= T_бik_кр.

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

На стадии предпроектного периода при технико-экономиче­ском обосновании проекта 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. Технико-экономические показатели 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 основу расчетов принимают следую­щие обобщающие технико-экономические показатели:

· станкоемкость механической обработки или трудоемкость (ма- шиноемкость) сборочных работ 1 т массы изделий;

· годовой выпуск продукции, осуществляемый единицей тех­нологического оборудования для принятого режима работы в на­туральном выражении (т, шт.);

· годовой выпуск изделий, осуществляемый единицей техноло­гического 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 станкоемкости осуществляют в следую­щей последовательности. Выбрав из аналогичных производств подобное изделие, которое будет изготовляться в проектируемом цехе, и зная станкоемкость изготовления 1 т его массы, берут этот показатель в качестве исходного. Суммарная станкоемкость изготовления всех изделий: Т_Σ=Т_нМ_иN·k_сер где Т_н — норма­тивная станкоемкость изготовления 1 т изделий, станко-ч; М_и — масса изделия, т; N — годовой объем выпуска данного изделия, шт.; k_сер — коэффициент серийности.

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

       Зная суммарную станкоемкость изготовления изделий, можно рассчитать количество основного оборудования для проектируемого автоматизированного цеха или участка.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте