9.3. Особенности компоновки и планировки оборудования

на автоматизированных участках и в цехах гибкого производства

Проектирование компоновки и планировки автоматизированных цехов, ориентированных на работу с мелкими сериями изделий, имеют ряд особенностей, обусловленных как типом производства, так и применяемым оборудованием.

В состав ГАЦ и ГАУ могут входить следующие группы оборудования, рассматриваемые как классы объектов компоновки и планировки:

• технологическое оборудование (одиночные станки с ЧПУ; модули, в состав которых могут входить один или несколько станков, и элементы транспортно – складской системы – роботы, манипуляторы, накопители и др.; элемент основного технологического оборудования имеет вход и выход: погрузочно – разгрузочную позицию и представляет собой неизменяемый в процессе компоновки и планировки элемент, отображаемый на планировке своим контуром с указанием погрузочно – разгрузочной позиции);

• транспортная система (транспортные механизмы: робокары, конвейеры, монорельсовые тележки, рельсовые тележки и т.п.; транспортные магистрали – материальное воплощение потоков транспортирования: проезды, рельсовые пути и пр.; определение оптимального расположения путей, их конфигурации является одной из основных задач проектирования планировки ГАУ и ГАЦ);

• элементы складской системы (складские механизмы: штабелеры, роботы – укладчики и др.; склады: одно – и многоярусные; накопители и аварийные склады - площадки);

• система инструментообеспечения;

• система контроля качества изделий;

• элементы системы технического обслуживания;

• системы управления и подготовки производства;

• объекты, связанные со средствами охраны труда.

При формировании компоновки ГАУ определяют следующие параметры:

1. состав технологического оборудования участка;

2. тип и компоновку транспортной системы участка;

3. наличие входных и выходных складов участков и их характеристики.

Выбор структуры ГАУ, обеспечивающей наилучшие показатели эффективности функционирования, является задачей, решение которой возможно только путем моделирования функционирования участка на основе математических моделей теории массового обслуживания, теории катастроф и других математических методов. Схема моделирования выглядит следующим образом:

1. для ряда структурных компоновочных схем (рис. 9.7 [1]) проектируемого ГАУ производят моделирование его функционирования на ЭВМ, при этом учитывают множество технологических процессов участка;

2. выявляют критические ситуации, определяют показатели функционирования участка;

3. путем проведения ряда экспериментов выбирают наиболее удачную компоновочную схему участка, ее кладут в основу дальнейшей детализации проекта;

4. уточняют параметры размещения оборудования, производят планировку основного и вспомогательного оборудования с привязкой к условиям цеха (строительным конструкциям и проездам).

9.4. Определение состава и количества, работающих на участках и в цехах

Персонал цеха состоит из производственных и вспомогательных рабочих, инженерно – технических работников, служащих и младшего обслуживающего персонала. Состав и количество работающих устанавливают по следующей схеме:

1. определяют количество работающих, непосредственно связанных с выпуском продукции в подразделении (основные рабочие);

2. находят количество персонала, обеспечивающего работоспособность оборудования (основного оборудования, транспортно – складской системы, средств вычислительной техники и др.);

3. определяют число ИТР (инженерно – технических работников);

4. находят количество работников вычислительного центра;

5. определяют количество счетно–конторского и младшего обслуживающего персонала.

Для проведения вышеуказанных расчетов необходимо знать:

• годовую программу выпуска изделий, шт;

• вид изделий;

• типовые технологические процессы;

• серийность выпуска изделий;

• наименование оборудования и его характеристики: надежность и сложность наладки оборудования;

• сменность работы участка или цеха.

Количество основных производственных рабочих определяют либо по стакоемкости:

, (9.1)

либо по числу станков:

, (9.2)

где Т_ст – станкоемкость годовой программы выпуска изделий, час;

Ф_ст – эффективный годовой фонд времени работы оборудования, час;

Ф_д – эффективный годовой фонд времени работы рабочего, час;

К_р – коэффициент, учитывающий трудоемкость ручных работ (от 1,02 до 1,05);

К_м – коэффициент многостаночного обслуживания (он больше 1 и берется по данным передовых предприятий отрасли либо по данным работы [6, т.4]);

S – количество станков.

На стадии предварительного проектирования численность работающих можно определять в процентах от числа основных производственных рабочих:

• вспомогательные рабочие от 26 до 30 %;

• инженерно – технические работники от 10 до 12 %;

• счетно–конторский персонал от 2 до 3 %;

• младший обслуживающий персонал от 2 до 3 %;

• персонал вычислительного центра от 18 до 22 %.

Количество работников отделов технического контроля (ОТК: рабочих и ИТР) принимается в процентах от общего числа станков – 4…6 %.

При расчете производственных рабочих автоматических линий имеются свои особенности, т.к. оператор автоматической линии практически выполняет только установку и снятие обрабатываемого изделия, а наладчик автоматической линии следит за рабочим состоянием линии, своевременно проводит профилактические работы и устраняет возникающие неисправности, поэтому их количество нельзя определить расчетом по станкоемкости или количеству станков. В этом случае используют нормы технологического проектирования, по которым:

• при автоматической передаче обработанного изделия с линии на следующую операцию принимают одного оператора в смену, а на линиях с ручной передачей изделий – два оператора в смену;

• в зависимости от группы сложности наладки автоматической линии принимают количество наладчиков (при особо сложной наладке на каждого наладчика приходится два станка; при сложной – четыре; при средней – шесть и при простой – восемь станков).

При выполнении рабочего проекта требуется более точный расчет по категориям работающих и тогда используют нормативный метод определения числа наладчиков, ИТР (администрация цеха, сменные мастера, технологи, нормировщики, механики, специалисты в области вычислительной техники и средств автоматизации оборудования) по среднестатистическим нормам (таблицы 9.5 и 9.6 [1]).

В автоматизированных машиностроительных производствах при сокращении числа основных рабочих, возрастает число ИТР, занятых эксплуатацией средств автоматизации и вычислительной техники.