2.9. Построение схем плана расположения технологического оборудования на производственных участках
Практикой эксплуатации ГПС установлено, что на отдельном автоматизированном участке следует располагать от 6 до 18 единиц технологического оборудования, причем в их число могут входить станки – дублеры, установленные с целью избежать простоев участка при выходе станков из строя или при их плановом ремонте.
Зная общее число оборудования в автоматизированном цехе можно определить число производственных участков по формуле:
, (2.30
[1])
где Сц – общее количество основного оборудования в цехе, шт.;
Су – среднее количество оборудования на одном участке, шт.
Выбор состава и количества основного оборудования на производственных участках тесно связан с распределением номенклатуры изготовляемых изделий по производственным участкам.
При формировании автоматизированных участков, построенных по линейному принципу, желательно количество основного оборудования на них принимать с учетом полного изготовления одного или нескольких изделий на участке.
При технологическом принципе формирования стремятся создавать равновеликие (по количеству основного оборудования) участки, создавая иногда участки с двумя и более различными типами станков.
Построение участков по предметному принципу производится подбором групп изделий с целью создания равновеликих участков, используя формулу:
, (2.31
[1])
где n – число групп изделий, закрепляемых за участком;
m – число наименований изделий в к – й группе;
Ni – годовой объем выпуска i –го изделия;
Рi – число операций изготовления i – го изделия;
Фэ – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч;
штучное
время j
– й
операции изготовления i
– го
изделия.
После того как будет распределена номенклатура изготовляемых изделий по участкам и определен состав и количество основного оборудования на них, переходят к построению схемы расположения технологического оборудования на участках.
Схема размещения основного и вспомогательного оборудования на площадях цехов и участков, называемая топологией производства, - важный этап проектирования нового и реконструкции действующего производства.
На этом этапе происходит формирование системы материальных связей, на базе которых в дальнейшем проектируют энергетические и информационные потоки.
Задачи формирования системы материальных потоков при синтезе топологии ГПС имеют большую размерность и требуют значительного времени на их решение. В качестве критерия оптимальности, выполнения синтеза топологии, принимают мощность материального потока, которую определяют по формуле (2.3).
В общем виде задача синтеза топологии технологической системы формулируется следующим образом, если задано:
множество технологического оборудования С={c1, c2,…cn};
материальные связи между оборудованием Q={q1, q2,…qn};
габаритные размеры оборудования V={v1, v2,…v3};
ограничения на размещение оборудования.
По заданным условиям следует найти такое взаимно однозначное расположение множества оборудования С в объеме цеха или участка и взаимные материальные связи между ними Q, которые обеспечивают экстремум целевой функции W1 (определяемой по формуле 2.3).
К ограничениям на размещение технологического оборудования относят:
нецелесообразность размещения рядом станков, изготовляющих изделия высокой точности и станков, выполняющих обдирочную обработку, ввиду влияния вибрации на точность обработки;
не допускается расположение шлифовальных станков рядом со сборочным оборудованием;
не должны нарушаться, предусмотренные санитарными нормами и правилами, значения ширины проходов и проездов (кроме магистральных), расстояния между станками и расстояния станков от стен и колонн.
Конкретные примеры планировок участков и линий механической обработки и сборки, нормы расстояний между различными элементами планировок, а также варианты размещения станков друг относительно друга и условные обозначения тех или иных элементов планировок приведены в работе [1] (рис. 2.12 – 2.16 и табл. 2.2.15 – 2.18).
Типовые схемы расположения технологического оборудования выбираются таким образом, чтобы располагаемое на участке оборудовение занимало как можно меньшую площадь (нормы удельной площади для основного металлорежущего оборудования приведены в таблице 2.19 [1]).
Наиболее удобное и распространенное расположение технологического оборудования – вдоль транспортной трассы. Поперечное расположение применяют в случае, когда может быть достигнуто лучшее использование площади или, когда при продольном расположении получаются слишком длинные линии.
Под углом от 15 до 20 к транспортной трассе технологическое оборудование располагают в случае, когда длина оборудования значительно превышает его ширину (продольно – фрезерные, расточные, продольно – строгальные, расточные, револьверные станки и прутковые автоматы).
Кольцевое расположение оборудования целесообразно для многостаночного обслуживания с помощью промышленных роботов, работающих в цилиндрической системе координат, но создает трудности для использования межоперационного транспорта и инженерных коммуникаций.
Основные схемы расположения автоматизированного оборудования (установочных мест) приведены на рис. 2.16 [1].