Организация технологического процесса. Расчет оперативного времени

 

Важным этапом при проектировании маршрутной технологии является выбор структуры операции по оперативному времени, от которого зависит производительность процесса изготовления изделия. В свою очередь, оперативное время t_ОП складывается из основного времени t_О и вспомогательного времени t_B, т. е.

 

Т_ОП = t_О + t_B (1)

 

Основное время затрачивается на изменение размеров, формы, состояния поверхностного слоя (или других физико-механических свойств) полуфабриката или на изменение его положения при сборке.

Вспомогательное время затрачивается на приемы, сопутствующие изменению качественных характеристик полуфабриката. Оно складывается из следующих составляющих: времени, затрачиваемого на съем и установку полуфабриката t_cу ; времени вспомогательного перемещения инструментов — подводов, отводов, поворотов инструмента t_ви, времени вспомогательного перемещения полуфабриката t_вп

 

t_В = t_су + t_ви + t_вп (2)

 

При рассмотрении временных структур выполнения операции можно выделить следующие способы их реализации: последовательный, параллельно-последовательный и параллельный. Рассмотрим их поподробнее

· Последовательная обработка. Она характеризуется последовательным протеканием основного и вспомогательного времени. При этом каждый режущий инструмент обрабатывает полуфабрикат последовательно по переходам, а времена, затрачиваемые на установ и съем полуфабриката, на смену, подвод и отвод инструмента, на вспомогательные перемещения полуфабриката, не совмещены между собой и с основным временем. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

 

T_ОП = Σ(t_су + t_ви + t_вп) + Σt_oi (3)

 

где t_oi – основное время на каждой операции.

· Последовательно-параллельная обработка. Она осуществляется параллельно-последовательным способом, вспомогательные приемы совмещены, а основные и вспомогательные приемы не совмещены, т. е. протекают последовательно во времени. Такая структура операции характерна для случая, когда ряд технологических переходов выполняется одновременно, а остальные последовательно. Основное время одновременно выполняемых нескольких переходов будет определяться по времени наиболее продолжительного перехода t_{oj max,} а вспомогательные времена на этих станках могут совмещаться. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

 

T_ОП = Σ(t_су, t_ви, t_вп)_max + Σt_oi + Σt_{oj max} (4)

 

· Параллельная обработка. Она характеризуется параллельным способом выполнения всех основных и вспомогательных приемов, а также их совмещением во времени. Это значит, что все инструменты и на всех позициях, если их несколько, работают одновременно, а вспомогательные процессы совмещены со временем формообразования. Формула для подсчета оперативного времени будет иметь вид:

 

T_ОП = Σ(t_су, t_ви, t_вп, t_oi, Σt_{oj max})_max (5)

Производительность основного оборудования зависит не только от оперативного времени, но и от структуры штучно-калькуляционного времени:

 

T_шт.к. = (t_оп + t_то + t_оо + t_ен + t_пз) (6)

 

где t_то — время технического обслуживания оборудования, отнесенное к одному изготовляемому изделию (время на замену, настройку и поднастройку инструмента, устранение неисправностей и т. п.), мин; t_оо — время, затрачиваемое на организационное обслуживание основного оборудования (время на подготовку оборудования к работе, простои, связанные с несвоевременным получением полуфабриката, сбои с доставкой инструмента и т. п.), мин; t_eн — время на отдых и естественные надобности оператора, мин; t_пз — среднее подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на подготовку к переналадке и саму переналадку основного оборудования, мин; n — размер партии полуфабрикатов.

В связи с отсутствием данных на начальном этапе проектирования величину размера партии запуска полуфабрикатов в первом приближении можно принять в зависимости от годового объема выпуска Nг:

Nг/100 — для мелких полуфабрикатов;

Nг/250 — для средних полуфабрикатов;

Nг/500 — для крупных.

 

1.2  Организация технологического процесса. Состав и количество основного оборудования в поточном производстве

 

Одним из этапов технологического проектирования машиностроительного производства 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, причем следует иметь в виду, что за счет выравнивания времени выполнения операций одновременно достигается и сокращение количества основного оборудования.

Поточное производство характеризуется:

· незначительной номенклатурой выпуска продукции

· высокой интенсивностью технологических процессов, которая может быть достигнута только при использовании параллельной и параллельно-последовательной структуры выполнения операции, что следует учесть при выборе типажа оборудования.

· вследствие интенсивного развития техники необходима быстрая смена выпускаемой продукции, что, в свою очередь, также накладывает отпечаток на выбор основного оборудования для поточного производства, которое должно обеспечить возможность эффективного изготовления более широкой номенклатуры изделий. Этому требованию удовлетворяют агрегатные переналаживаемые станки с ЧПУ.

Расчет количества основного 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_{шт.к. i}N_i — соответственно время изготовления изделия на данной операции, мин, и ее годовой объем выпуска, шт.; Фэ — эффективный годовой фонд времени работы основного оборудования, ч.

Штучно-калькуляционное время определяется по формуле (6), а при отсутствии данных по составляющим можно пользоваться формулой

 

t_{шт.к. i} = t_{оп i}(1 + α/100)

 

где α — процент потерь времени (внецикловых) от оперативного времени, α = 6...18% в зависимости от сложности наладки. При непрерывно-поточном производстве эта составляющая штучно-калькуляционного времени не учитывается, так как в данном случае отсутствует переналадка оборудования на другие наименования изделий.

Особенности расчета числа станков:

· Вычисленное значение С_р округляют до ближайшего большего целого числа, получая при этом количество основного оборудования С_пр, принятое для выполнения данной операции.

· Обязательно рассчитывается коэффициент загрузки основного оборудования на данной операции k₃ = С_р/С_пр.

· Коэффициент загрузки всегда меньше единицы. Желательно, чтобы при проектировании поточного производства k_з был больше 0,65.

 

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

Классификация автоматических линий:

По технологическому назначению

· Однотипные - линии для выполнения операции одного типа (например, механообработка, сборка, окраска и т. д.) · Комбинированные - линии для выполнения операций различных типов (например, сборка изделий совместно с окраской на одном конвейере, механическая обработка со сборкой и т. д.)

По типу используемого оборудования

· Из специального оборудования - используют в поточном производстве в том случае, когда изделия изготовляют в течение нескольких лет в большом объеме, что позволяет значительно сократить станкоемкость изготовления изделий · Из агрегатного и специализированного оборудования - применяют преимущественно в поточном производстве с более широкой номенклатурой выпускаемых изделий. · Из многоцелевого оборудования - используют в гибких производственных системах (ГПС). Они позволяют осуществлять быстрый переход с изготовления изделий одного типоразмера на изготовление изделий другого типоразмера

Вследствие того, что в поточном производстве используют специальное оборудование и автоматические линии, очень важен выбор оптимальной структурно-компоновочной схемы оборудования, на базе которой выдается техническое задание на его проектирование.

Основание выбора: обычно производится при комбинаторном, пошаговом решении задачи с поиском оптимального варианта.

Критерий оптимальности: 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.

Ограничения: условия обеспечения требуемого качества изделий и производительности. Важным этапом проектирования автоматической линии является разработка структурно-компоновочного варианта линии, обеспечивающего наилучшие технико-экономические показатели. Поэтому из множества вариантов построения линии, отличающихся числом позиций, участков, потоков, типом накопителей, должен быть выбран один, который обеспечит заданную производительность при минимальных приведенных затратах. Эти затраты рассчитываются по формуле:

 

С_п = K_iE_н + С_i

С_п → min

 

где K_i — стоимость оборудования i-го варианта; Е_н — нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений; C_i — годовые эксплуатационные затраты для данного варианта (себестоимость годового выпуска изделий).

Зависимость типа оборудования от годовой программы выпуска изделий и их номенклатуры представлена на графике слева

.

 

1 — механизированная сборка;

2 — одно- и двухпозиционные роботизированные сборочные комплексы;

3 — круговые сборочные машины с цикловым программным управлением;

4 — линии с цикловым программным управлением;

5 — гибкие автоматические линии из одно- и двухпозиционных сборочных модулей;

6 — многоцелевые сборочные машины

 

После определения состава и количества основного оборудования разрабатывают технические задания на специальное оборудование. В условиях поточного производства количество специального оборудования составляет 30...80% от общего количества ОО.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: