Проектирование машинобудівного производства

Міністерство загального користування та професійної освіти Російської Федерации.

Далекосхідний Державний технічний університет Арсеньевский технологічний институт.

Кафедра технологическая.

Лабораторно-практическая робота № 9.

Тема: «Розрахунок оптимальної кількості ділянок АЛ «.

Розробив ін.: Нестеров П. Ф.

Арсеньев.

1998 1. Мета роботи: практичне складання экономико-математической моделі АЛ і її основі визначення оптимальної кількості ділянок АЛ. 2. Приналежності: 1. Чертёжные інструменти, олівець. 2. Мікрокалькулятор. 3. Загальні положения.

Лабораторно-практическая робота № 9 проводиться після вивчення теми «Інженерні розрахунки і - оцінка економічну ефективність машин-автоматів і їх систем «з єдиною метою закріплення теоретичного матеріалу і придбання практичних навичок у складанні економіко-математичних моделей і застосування під час вирішення практичних задач.

Вибір оптимальної кількості ділянок АЛ є класичної екстремальній завданням. Методично наважується з урахуванням экономико-математической моделі, розробленої розділ 4. Річний економічний ефект, виражений через порівняльні техніко-економічні показники варіантів, формула (4.3):

Э=З1-З2+(Ссб=0,35(К ((((()+Зп (((-1/()+ m (((1-()+((2-(1)M1(Qг ((, де З1 і З2 — наведені видатки виробництво одиниці виробленої продукції виробленої з допомогою базової (1) та освоєння нової (2) техніки; (Cбр — скорочення збитків від шлюбу ;

До — капітальні вкладення виробничі фонды;

М1 — вартість матеріалів, необхідні виробництва одиниці изделия;

Qг — річний випуск готових виробів; (1 і (2 — частка придатних виробів, відповідальних вимогам якості, які з допомогою базової (1) та опрацювання нової (2) техніки, шуканий варіант (2) проти базовим (1) має у (раз вищу продуктивність (Q2=Qг ((), в (раз — вартість (К2=К ((); в (раз менше обслуговуючих робочих, в (раз змінюються удільні експлуатаційні витрати, що припадають на одиницю продукції; частка придатних виробів підвищується до (2 ((2>(1); Зп — зарплата основних та допоміжних робочих; (- продуктивність аналізованого варіанта проти базовим (як ставлення обсягів випущеної готової продукції за однаковий період); (- зростання вартості (капітальних видатків); (- скорочення кількості обслуговуючих робочих (фонду зарплати); (- зміна поточних витрат (на інструмент, електроенергію, допоміжні матеріали), що припадають на одиницю випущеної продукции.

Спростимо цей вислів стосовно даному конкретному випадку. Так, під час ділення до дільниць ТП якість виробів не змінюється, отже, (2 = (1. За аналогією, питомі витрати на інструмент, електроенергію, допоміжні матеріали та інших. можна взяти постійними, тобто. (=1. Отсюда,.

Э=0,35К ((-()+Зп ((-1/() (4.4).

Як засвідчили в лабораторно-практической роботі № 1, кожна система машин-автоматів то, можливо побудована різноманітні структурним варіантів — від АЛ з жорсткої межагрегатной зв’язком (одноучасковой) до АЛ з гнучкою зв’язком чи потокової лінії, де число ділянок -секцій ny одно числу послідовно з'єднаних по ТП машин-автоматів q (1(ny (q).

Наиболее прості за конструкцією лінії з жорсткою межагрегатной зв’язком (ny=1), які доцільно запровадити у ролі базових. Будь-яке структурне ускладнення лінії з поділом її в ділянки і установкою межоперационных накопичувачів пов’язаний з підвищенням продуктивності лінії ((1) та прийдешнім збільшенням кількості обслуговуючих робочих ((>1), тобто. дані показники конфліктні друг з другом.

Задачу оптимізації вирішують наступним образом:

1. Спочатку знаходять функціональні залежності зростання продуктивності (, збільшення (та кількості обслуговуючих робочих (фонду зарплати) (від варьируемого параметра — числа ділянок ny, тобто. функції (= f1(ny); (= f2(ny); (= f3(ny). 2. Потім підставляючи ці функціональні значення загальну экономикоматематичну модель (4.4) і тим самим отримують однопараметрическую функцію Еге = f4(ny), яке можна вирішити шляхом перебування екстремального значення ny опт, відповідного максимальному економічному ефекту Эmax.

А) Зростання продуктивності лінії під час ділення її в ділянки обумовлюється скороченням простоїв за незмінної тривалості робочого циклу. У многоучастковой лінії (ny>1) у відмові будь-якого устрою зупиняються, зазвичай, лише верстати цієї ділянки. У граничному разі (розподіл лінії методом рівних втрат, повна їх компенсація межучастковыми накопичувачами) простої кожного верстати на лінії скорочується у стільки разів, скільки є ділянок. Тоді коефіцієнт зростання продуктивності, [pic]где У — внецикловые втрати одного верстата (простої, що припадають на одиницю часу безвідмовної роботи); q — число послідовно з'єднаних верстатів в лінії; Во=В (q — сумарні внецикловые простої лінії при жорсткої межагрегатной связи.

Строим графік залежності зростання продуктивність праці (від кількості ділянок ny АЛ.

.

Для спрощення будуємо графік для Во=1. Тоді формула (4.5) прийме вид:

[pic] Привласнюємо аргументу значення ny=1, 2, 3, 5, 7, 9 100.

Тогда (прийматиме значения:

|ny |1 |2 |3 |5 |7 |9 |100 | |(|1 |1,3 |1,5 |1,7 |1,75 |1,8 |1,98 |.

График на рис. 4.1 показує, що залежність зростання продуктивності (від числа ділянок має асимптотический характер, додавання кожної нової нагромаджувача дає дозвіл усе менший приріст производительности.

Б) Аналіз зростання вартості машин під час ділення її в участки.

Зростання вартості АЛ під час ділення її в ділянки приблизно пропорційний числу ділянок. Якщо вартість верстатів однієї позиції з середньому К1, то сумарна вартість лінії з жорсткої зв’язком К=К1(q. При розподілі АЛ до дільниць (максимально можна вбудувати (ny-1) накопичувачів) додаткова вартість буде равна:

К1((((ny-1), де (- ставлення середньої вартості нагромаджувача до середньої вартості одного верстата; К1((- середня вартість накопителя.

Тоді формула показує, що ця залежність носить лінійний характер. Побудуємо графік для значення [pic] (побудувати самостоятельно).

В) Зростання кількості обслуговуючих робочих під час ділення АЛ на участки.

Це зростання спостерігається під час введення як механізованих, а й автоматичних накопичувачів, т.к. вони теж мають відмови у роботі, вимагають наладки і обслуговування. У лініях з жорсткою межагрегатной зв’язком число наладчиків равно:

[pic], де Zнал.1 — норма обслуговування (число верстатів, обслуговуваних одним робочим). При розподілі лінії до дільниць до наладчикам додається ще [pic] чоловік у зміну, де Zнал.2 — число накопичувачів, обслуговуваних за нормою одним робочим. Тоді коефіцієнт скорочення витрат ручної праці ((n max, Э=0). Математично оптимальне число ділянок можна було одержати, узявши похідну [pic] і прирівнявши її нанівець. Виконавши необхідні перетворення одержимо для автоматичних накопичувачів, що практично не вимагають збільшення обслуговуючого персоналу (Zнал.2=(), але мають значну вартість (яка іноді у 2- 3 разу перевищує вартість одного верстата) формулу :

[pic] (4.5).

Аналогічно, якщо система ділиться на цілий ряд незалежних автоматичних ліній, між якими розташовуються механізовані нагромаджувачі з ручним обслуговуванням, вартістю яких можна знехтувати ((=0),.

[pic].

Розглянуті методи лікування й отримані залежності дозволяють крім конкретних розрахунків виробляти інженерні узагальнення, оцінювати типові структурні характеристики ліній різних типів, виконувати завдання комплексної оптимізації при проектировании.

4. Визначення економічно оптимальних варіантів у складі безлічі технічно можливих, тобто. комплексна оптимізація проектних решений.

Завдання вирішуються або як граничні (Э=Э min=0), або як екстремальні (Э=Э max), за необхідності основне рівняння экономикоматематичну модель автомата чи автоматичних систем машин «реверсируют », тобто. значення Э=0 чи Э=Эmax ставлять аргументом, а шукані характеристики — функцией.

Отже, наукової основою автоматизації виробничих процесів є теорія продуктивності машин і праці, яка лише дозволяє вирішувати практичні завдання розрахунку проектування автоматичного устаткування, а й проблемних питань аналізу та оцінки шляхів автоматизації, вибору найперспективніших її направлений.

Математичну основу теорії продуктивності становлять рівняння, котрі пов’язують наведені цифри щодо машин і продуктивність праці з технологічними, конструктивними, структурними, вартісними та інші показниками оборудования.

Тим самим було методи теорії продуктивності дозволяють як підраховувати кількісно продуктивність машин чи економічну ефективність впровадження, а й аналізувати різні можливі варіанти автоматизованого устаткування й систем машин, вибрати такі параметри проектованих машин, що є оптимальними і забезпечують максимальну продуктивність чи найбільший економічний ефект. ———————————;

1,5.

(,((1/(.

1 3 5 7 ny.

1/(.

(.

(.

Рис. 4.1 Залежність відносних техніко-економічних характеристик АЛ від числа її участков.

Э.

1 2 3 4 5 6 ny.

Рис. 4.2.

(=0,5.

(=1,0.