3 Основы автоматизации технологической подготовки производства

3.1 Характеристики производства

Такт выпуска. Параметры технологического процесса, потребное количество оборудования, его производительность определяют исходя из величины годового фонда времени, в течение которого можно осуществлять выпуск продукции. Согласно действующему законодательству в нашей стране средний годовой фонд времени в часах установлен в пределах данных, приведенных ниже.

Фонд времени при числе смен: 1 2 3

полный, ч 2070 4140 6120

действительный с учетом потерь, ч 2030 4015 5800

коэффициент организационных потерь 0,98 0,97 0,96

Для массового и крупносерийного производства вычисляют такт выпуска, т.е. интервал времени, по окончании которого периодически осуществляется выпуск продукции.

Величину такта выпуска продукции определяют по формуле

где Ф_д — действительный годовой фонд времени, ч; η — достигнутый коэффициент загрузки оборудования, η = 0,80...0,96; N— расчетная годовая программа выпуска детали (сборочной единицы) одного наименования; К_зч и К_6р — коэффициенты, учитывающие соответственно долю запасных частей и потерь в результате брака, К_6р = 0,01...0,04.

Условная расчетная величина такта выпуска за достаточно большой период, например за год, в рамках курсового и дипломного проектирования может вычисляться и для других типов производства. Величина фонда времени работы оборудования используется для расчета потребного числа станков. Так, если суммарная станкоемкость по производству изделий в год в механическом цехе составляет С_т, то число станков для выполнения заданной программы выпуска

Средний фонд времени одного производственного рабочего с учетом отпусков и праздничных дней Ф_р = 1820 ч. Если суммарная трудоемкость по выпуску продукции согласно установленной годовой программе составляет Т_р, ч, то число рабочих N_p при условии, что каждый из них работает на одном станке, можно определить по следующей формуле: N_p = Т_р / Ф_р.

В автоматизированном производстве, например при применении станков с ЧПУ, один рабочий (оператор) обслуживает несколько единиц технологического оборудования. Организация производства в этом случае ведется по принципу многостаночного обслуживания. Соответствующая формула для расчета числа основных рабочих имеет вид

где К_мо — коэффициент многостаночного обслуживания, показывающий, сколько станков обслуживается одним рабочим (К_мо > 1).

Тип производства. Перед началом технологического проектирования необходимо знать хотя бы достаточно приблизительно тип производства, который определяет содержание технологических процессов, характер и порядок расстановки в цехе применяемого оборудования, особенности средств технологического оснащения, принципы организации производства, квалификацию производственных рабочих и др. С этой целью можно использовать коэффициент закрепления операций К_зо.

К_зо = N_но / N_pм

где N_но – число наименований операций, подлежащих исполнению в течении месяца в цехе или на участке; N_pм – число рабочих мест в данном производственном подразделении.

При этом необходимо иметь структуру цеха с перечнем оборудования (рабочих мест) Р_м, а также определить число операций, выполняемых в цехе в течение месяца на каждом рабочем месте — Н_доi. Общее число детале-операций, выполняемых в цехе в течение месяца, подсчитывают суммированием:

По величине К_зо далее определяют тип производства. Такие расчеты достаточно просто проводить при технологическом проектировании нового цеха или подсчетом данных параметров по планировке существующего цеха и плановым заданиям на каждое рабочее место. В рамках курсового и дипломного проектирования по ТМС такие расчеты выполнить затруднительно, поэтому допустимо определять тип производства по коэффициенту серийности

где Т_шт.с — среднее штучное время выполнения операций механообработки и сборки, указанное в базовом технологическом процессе, используемом в курсовом или дипломном проекте. Величину Т_штс определяют по формуле

где Т_штi — штучное время, затрачиваемое на выполнение i-й операции механообработки или сборки; п — число операций механообработки или сборки в базовом техпроцессе.

При этом достаточно рассмотреть 5—7 таких операций. После выполнения расчетов принято считать, что при К_с ≤ 2 — производство массовое; при 2 < К_с ≤ 10 — производство крупносерийное; при 10 < К_с ≤ 20 — производство среднесерийное; при 20 < К_с ≤ 40 — производство мелкосерийное, а при К_с > 40 — производство единичное.

Предварительное определение типа производства необходимо для более правильного проектирования ТП, поскольку в зависимости от этого для выполнения операций обработки или сборки используют различные виды оборудования (универсальное, специализированное, специальное, станки с ЧПУ, автоматические линии, ГПМ, ГПС). Модели технологического оборудования указывают в технологической документации на каждую операцию.

Расчет партии запуска. Наиболее распространенный тип производства — серийное, которое характеризуется периодической сменой изготовляемых объектов. Учитывая существенное время, затрачиваемое на переналадку оборудования при запуске на изготовление повой единицы продукции, для механического цеха выгодно, чтобы размер партии деталей был как можно больше. Однако тогда полный комплект деталей для сборочного цеха был бы изготовлен спустя несколько месяцев, что ведет к значительному увеличению цикла производства, росту заделов (запасов) деталей на складах, к «омертвле­нию» капиталовложений и росту экономических затрат.

Для организации процессов сборки выгодно, чтобы как можно больше наименований деталей находилось в производстве механического цеха. В условиях массового производства непрерывно изготовляются все наименования деталей и других элементов изделия, поэтому размер производственной партии запуска П₃ устанавливают исходя из компромиссных соображений обеспечения равномерной загрузки как механического, так и сборочного цехов. Величину П₃ вычисляют по формуле

где п — число рабочих смен; t_xp — время хранения деталей на складе сборочного цеха, сут. Для мелких деталей массой до 0,5 кг t_xp = 8... 10 сут, для средних деталей массой 0,5... 12 кг t_хр = 5...7 сут, для более крупных деталей t_xp = 3...4 сут. Тогда число переналадок оборудования для выпуска данной детали в течение года К_пер = N / П₃. Расчетные величины К_пср и П₃ округляют в большую сторону до целых единиц.