книги из ГПНТБ / Волчкевич, Л. И. Автооператоры

IV этап. Определение достоверности полученных результатов. Степень достоверности полученных эксплуатационных характери­ стик определяется тремя основными факторами: 1) достаточностью накопленного объема информации, который зависит от длитель­ ности наблюдения и измерений; 2) типичностью выбранного пери­ ода наблюдений; 3) точностью проведения хронометража. Суще­ ствуют математические методы определения достоверности — по критериям согласия, доверительным интервалам и т. д. [6, 11, 15]. Их общим недостатком является невозможность выяснения тен­ денций изменения исследуемой случайной величины. Даже при высокой степени сходимости полученных статистических значений с вероятностными нет гарантии в том, что они объективно отра­ жают работоспособность линии.

Поэтому достоверность полученных данных должна опреде­ ляться и путем их сопоставления со средними эксплуатационными параметрами оборудования за длительный период, что может быть выполнено, например, методом нарастающего итога [6].

Погрешность хронометража определяется сравнением простоев за каждую смену с фактическими, определяемыми и по формуле

Ж Р = Ö- ZT,

где 0-— фонд времени (работы и простоев); Z — число изготовленных деталей;

Т— средняя длительность рабочего цикла в данную рабочую смену.

V этап. Построение баланса производительности по данным баланса затрат фонда времени и фактической циклограммы. Для построения баланса производительности следует отложить в мас­ штабе показатели производительности с учетом различных видов потерь, т. е. величины К, Q4, Q и др.

Для бесцентрово-шлифовального станка tp — 2,1 с, /х = 0. Технологическая производительность

К — <2ц = = у у = 29 шт/мин.

Фактическая производительность

Q = Q4-i]liC = 29-0,24 = 7 шт/мин.

Разность AQ ~ К — <3 :--= 29—7 =- 22 шт/мин представ­ ляет собой потери производительности из-за внецикловых по­ терь по техническим и организационным причинам. Для окон­ чательного построения баланса производительности эту величину следует разделить прямо пропорционально простоям по инстру­

200

вали в едином масштабе (рис. 99). Баланс производительности по­ казывает все факторы, определяющие производительность: про­ грессивность технологического процесса (К), надежность и долго­ вечность инструмента (AQn) и механизмов станка (AQin), уро­ вень системы эксплуатации и использования станка (AQIV), ста­ бильность протекания технологического процесса (AQV) и т. д.

Баланс производительности дает лишь качественное представле­ ние о резервах повышения производительности, потому что ни один вид потерь практически не может быть сведен к нулю. Мате­ матический ожидаемый рост производительности при внедрении конкретных организационно-технических мероприятий, направ­ ленных на сокращение потерь, может быть определен по формуле

Формула (18) позволяет рассчитать возможные резервы повы­ шения производительности оборудования путем полного исполь­

201

зования возможностей, заложенных в существующей технологии и конструкции машины.

Эти резервы реализуются при полной загрузке станков, т. е. сокращения организационных простоев без каких-либо мероприя­ тий по автоматизации и механизации. Так, для бесцентрово­ шлифовального станка простои по организационным причинам могут быть значительно сокращены в данных конкретных усло­ виях; останутся только: 1) простой (0,95%) для измерения обра­ ботанных деталей (если для этого требуется останов станка); 2) простои (11,1%) из-за неполадок предыдущих станков; осталь­ ные простои могут быть при полной загрузке сведены к ми­ нимуму.

Потери по организационным причинам (см. рис. 98)

Подставляя все полученные значения в формулу (18), находим

‘-«"Ч'-т) 1-™-0’мз('-тяг)

Таким образом, повышение производительности (почти в 2 раза), а следовательно, значительное снижение себестоимости обработки, может быть получено без всяких капитальных затрат, только за счет более полной загрузки станков по мере возраста­ ния производственной программы. В таких случаях целесообразно воздержаться от немедленной автоматизации оборудования.

Более актуальным является прогнозирование изменения про­ изводительности после реализации намечаемых организационно­ технических мероприятий.

Величина изменения производительности при автоматизации оборудования определяется в основном тремя факторами: а) измене­ нием длительности рабочего цикла станков (увеличением или уменьшением); б) устранением ожидания загрузки-выгрузки де­ талей (при многостаночном обслуживании); в) дополнительными простоями из-за отказов механизмов автоматизации.

Производительность станков при автоматизации изменялась часто на 20—25%, поэтому если не учитывать указанные факторы, полагая, что производительность будет такой же, можно получить

202

Ожидаемое изменение производительности вследствие предла­ гаемых мероприятий (по сравнению с (J ^ Q0Фі) может быть оценено как

(19)

где А Т — ожидаемое изменение длительности рабочего цикла в ре­

^ож— среднее время ожидания ручной загрузки-выгрузки де­ талей при многостаночном обслуживании.

Величина Q определяется по результатам-предыдущих иссле­ дований, АТ заложено в техническом предложении, Ѳср и kHоце­ ниваются, исходя из опыта эксплуатации подобных конструкций, а нередко согласно исследованным производительности и надеж­ ности. Так, если в полуавтоматах в среднем каждая пятая заго­ товка при ручной загрузке-выгрузке застревает на оправке или оправку приходится предварительно очищать от стружки, то при автоматизации загрузки при неизменных прочих условиях экс­ плуатации коэффициент безотказности не может быть выше, чем kH= 5; отсюда ср2 = 0,85-Н),88 (при АТ — 0).

Если в результате исследований выясняется, что намечаемые мероприятия по автоматизации транспортно-загрузочных опера­

РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОГО СОКРАЩЕНИЯ ТРУДОВЫХ ЗАТРАТ ПРИ АВТОМАТИЗАЦИИ

При автоматизации транспортно-загрузочных операций воз­ можны случаи, когда внедрение технически совершенных и на­ дежно работающих механизмов и устройств сокращает необходи­ мые затраты ручного труда и тем не менее реальной экономии фонда заработной платы обслуживающих рабочих не обеспечивает, а следовательно, является убыточным.

Баланс затрат фонда времени оператора, обслуживающего пя­ тый бесцентрово-шлифовальный станок поточной линии обработки

203

втулки (см. рис. 93, а), приведен на рис. 100. Операции, замещае­ мые механизмами автоматизации в случае создания автоматиче­ ской линии из данных станков (ручная подача заготовок под круг), занимают только 24,75% фонда времени, т. е. ровно столько, сколько работает станок (см. рис. 98). Такие функции оператора, как правка шлифовального круга, замена алмаза, возврат гильз на предыдущие станки, контроль размеров и т. д., на выполнение которых затрачивается 55% фонда рабочего времени, при создании линии не могли быть замещены.

Данные хронометража баланса занятости оператора, обслужи­ вающего бесцентрово-шлифовальный станок, показали, что не-

автоматизируемые операции обслуживания выполняются с боль­ шой частотой повторяемости. Так, заготовки измеряются во время обработки почти непрерывно (в среднем по 850 измерений в смену). Если учесть, что станок работает лишь 24,75% фонда времени (именно столько, сколько производится ручная подача заготовок под круг), то размеры перед шлифованием измеряют

420•0 247

через — — = 0,12 мин, т. е. через 7,2 с. Обычно эти из­

мерения, которые необходимы для постоянного контроля, отбра­ ковки заготовок и подрегулировки круга, совершаются без до­ полнительных затрат времени. Если автоматизировать лишь по­ дачу заготовок, но не контроль и подналадку круга, то автомати­ зация приведет лишь к облегчению труда операторов, а не к эко­ номии фонда заработной платы (е = 1), так как оператору отойти от станка все равно будет невозможно.

При расчете экономии фонда заработной платы необходимо исходить не из существующих норм и расценок, а из сокращения

204

или некоторого повышения достигнутого уровня заработной платы операторов, остающихся на рабочих местах, где намечается авто­ матизация. При этом для сохранения уровня заработной платы оператор должен получить дополнительное рабочее место, так как на дополнительные переходы тратится иногда до 50% осво­ бодившегося времени, что сокращает реальную экономию зара­ ботной платы на автоматизируемом станке.

Теоретически максимальную величину экономии определяют не замещаемые механизмами автоматизации трудовые затраты,

шлифовальный станок; 6 — зубофрезерные полуавтоматы; 7 — зубодолбежные полуавто­ маты; 8 — станок для протягивания шпоночного :паза; 9 — зубошевинговальные полу­ автоматы; 10 — моечная машина

а величина дополнительного заработка благодаря высвобождению времени на автоматизируемых станках. Из этой величины необ­ ходимо вычесть неизбежную прибавку среднемесячной заработ­ ной платы операторов и дополнительные расходы на заработную плату наладчиков, количество которых при внедрении автомати­ зированных станков и автоматических линий из типового обору­ дования неизбежно возрастает. Очевидно, учет всех этих факторов возможен только путем проведения инженерного анализа вели­ чины трудовых затрат в данном конкретном производстве. Для этого необходимо выполнить хронометраж занятости рабочих на неавтоматизированных станках (в течение шести—восьми смен) и оценить ожидаемое изменение надежности работы оборудования.

Рассмотрим методику инженерного прогнозирования экономии трудовых затрат и экономии фонда заработной платы на конкрет­ ном примере. Схема планировки поточной линии обработки одновенцовой шестерни приведена на рис. 101. Обработка заготовок (поковок) начинается на модернизированном вертикально-свер­ лильном станке 1, где специальным твердосплавным зенкером

205

производится черновая обработка отверстия. После окончательной обработки отверстий на горизонтально-протяжном станке 2 за­ готовки обрабатываются по наружной поверхности и обоим торцам на двух токарных многорезцовых полуавтоматах 3. Затем на круглошлифовальном станке 4 шлифуют торец для обеспечения его перпендикулярности к оси отверстия и противоположный торец па плоскошлифовалыюм станке 5. Зубья нарезаются на трех двусторонних зубофрезерных станках 6\ закругление зубьев производится специальными долбяками на двух зубодолбежных станках 7. Далее следует протягивание шпоночной канавки на станке 8, шевингование зубьев на полуавтоматах 9, мойка и сушка готовых шестерен в моечном агрегате 10. В условиях массового производства шестерен данного типа для облегчения труда рабочих межстаночное транспортирование между отдельными позициями выполняется с помощью лотковых систем с подъемниками и роль­ гангов. Необходимо оценить целесообразность дальнейшей авто­ матизации данного участка, что определяется в первую очередь возможной экономией фонда заработной платы.

Вариант создания автоматической линии отпадает ввиду не­ однородности оборудования по техническому уровню, произво­ дительности, компоновке и т. д. Значительная часть затрат руч­ ного труда уже сокращена, на линии осталось только несколько рабочих в смену, функции которых сводятся прежде всего к за­ грузке и съему заготовок, так как все применяемое оборудование, кроме протяжных станков, — полуавтоматы. Следовательно, наи­

Длительность рабочего цикла обоих полуавтоматов составляет около 65, с, из которых на ручную загрузку и съем заготовок расходуется в среднем 10 с. Один оператор обслуживает оба то­ карных полуавтомата, протяжный станок и даже в некоторой сте­ пени участвует в обслуживании вертикально-сверлильного станка. Средняя заработная плата оператора 120 р. в месяц; линия рабо­ тает в две смены.

Простейший и наиболее часто применяемый метод подсчета ожидаемой экономии — по действующим нормам и расценкам за выполнение соответствующих операций. Согласно действующим на участке расценкам и нормам выработки за выполнение опера­ ций установки и съема заготовок на каждом токарном полуавто­ мате оператору выплачивается по 23 р. в месяц; итого по двум полуавтоматам 46 р., или 38% заработной платы.

Так как после оснащения станков автооператорами необходи­ мость в ручных операциях отпадает, то заработную плату за вы­ полнение их можно считать сэкономленной.

206

В год при двухсменной работе «стоимость» автоматизируемых операций на одном станке составит 23-1,14-2-12 — 630 р. Здесь 1,14 — коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату и начисления. При ожидаемых затратах на автоматизацию станков около 2000 р. (автооператор, система управления и т. д.) такая экономия, даже при условии возрастания амортизационных и ремонтных затрат на данном станке, должна, казалось бы, обес­ печить окупаемость затрат па автоматизацию в 4—4,5 года, что является допустимым.

Однако простота расчета, при которой стоимость автоматизи­ руемых операций «автоматически» записывается в экономию, яв­ ляется обманчивой; сам метод формален и неизбежно приводит к ошибкам.

Действительно, автоматизация освобождает оператора от не­ обходимости выполнять вручную операции, за которые ему вы­ плачивалось 46 р. в месяц. Но остальные функции осблуживания — межстаночная передача заготовок, работа на протяжном станке, уборка и очистка токарных станков от стружки и т. д. — остаются. Нельзя предполагать, что рабочий будет теперь полу­ чать в месяц не 120 р., а 120—46 — 84 р.

Очевидно, при любых вариантах расчета необходимо исходить из того, что заработная плата оператора ие должна сокращаться. Если на данном или соседнем участках не найдется дополнитель­ ного рабочего места, где данный оператор может иметь компен­ сирующий заработок, реальная экономия при автоматизации станков будет равна нулю. Как видно, фактическая экономия при внедрении механизмов автоматизации зависит не только от техни­ ческого совершенства автооператоров, их надежности и быстро­ действия, но и в первую очередь от конкретных условий того участка производства, где намечаются мероприятия по автомати­ зации. То, что дает несомненную выгоду на одном участке, может оказаться совершенно убыточным на соседнем даже при высоком качестве работ по автоматизации. Поэтому обоснование ожидае­ мой экономии заработной платы при автоматизации станков должно вестись с помощью инженерного технико-экономического анализа данного конкретного производства в данный конкретный период времени.

Основные этапы: 1) хронометраж занятости рабочих на стан­ ках до их автоматизации с целью определения фактических за­ трат времени и резервов свободного времени при осуществлении намеченных мероприятий; 2) поиск дополнительных рабочих мест и операций для компенсации потери в заработной плате при осу­ ществлении мероприятий по автоматизации; 3) определение реаль­ ной экономии фонда заработной платы, исходя из сохранения или некоторого повышения заработной платы оператора после авто­ матизации станков; 4) определение возможного увеличения за­ работной платы наладчиков, учитывая дополнительную трудо­ емкость обслуживания автоматизированных станков (уменьшение

207

нормы обслуживания наладчиков при сохранении средней зара­ ботной платы или увеличение средней заработной платы при со­ хранении норм обслуживания); 5) оценка общей ожидаемой эко­ номии фонда заработной платы и расчет коэффициента ее сокра­ щения.

Результаты хронометража занятости оператора токарного участка согласно рис. 101 приведены в табл. 16. Из общего вре-

Таблица 16

Занятость оператора на токарном участке линии одновенцовых шестерен (рис. 101)

мени, которое производительно затрачивается оператором (около 80% планового фонда времени), смена заготовок на первом и вто­ ром станках составляет фактически 14,2 + 12,8 = 27% или

208

27

— -100 = 34%. Следовательно, если считать заработную плату

пропорциональной общему производительно затрачиваемому вре­ мени, автоматизируемые операции «стоят» 120-0,34 — 41 р., а не 46 р. согласно расценкам. Такое расхождение объясняется тем, что, как правило, опытно-статистические нормы времени и рас­ ценки подгоняются в целом под достигнутый на данном рабочем месте уровень среднемесячной заработной платы. Согласно резуль­ татам хронометража, полный цикл обслуживания закрепленных за оператором станков составляет 65—70 с (при безотказной ра­ боте всех станков). За это время оператор выполняет протягива­ ние отверстий двух заготовок на протяжном станке, после чего с этими заготовками в руках подходит по очереди к обоим полу­ автоматам, производит смену обоих заготовок, сбрасывает две готовые детали в лоток подъемника, снимает стружку со шпин­ делей, суппортов и т. д. Автоматизация обоих токарных полуавто­ матов позволяет высвободить при каждом цикле обслуживания 18—20 с. Суммировать это время для смены в целом невозможно, поскольку производительность токарных станков является лими­ тирующей в технологическом потоке. Следовательно, за счет вы­ свобождаемого времени оператор может периодически уходить из своей рабочей зоны. Единственная операция, которая может быть дополнительно поручена оператору для выполнения в высвобо­ ждаемое время — это операция протягивания шпоночного паза. Согласно нормам и расценкам за ее выполнение оператор может получить в месяц только 20 р. Между тем интенсивность занятости оператора возрастет за счет многочисленных дополнительных пере­ ходов от основной рабочей зоны к шпоночно-протяжному станку и обратно. Поэтому при проектных расчетах следует ориентиро­ ваться на некоторое неизбежное увеличение месячной заработной платы оператора хотя бы до 125 р. Из этой суммы только 20 р. он может заработать на дополнительном рабочем месте: остальные 125—20 = 105 р. он должен получать при выполнении неавтоматизируемых операций на обслуживаемых ранее станках.

Таким образом, максимальная месячная экономия заработной платы оператора благодаря автоматизации двух станков составит уже не 46 р., а только 120— 105 = 15 р. Из этой величины необ­ ходимо вычесть увеличение заработной платы наладчиков. Можно принимать в основу расчетов, что в среднем наладчик устраняет до 10— 12 неполадок в час; следовательно, если автоматизируемые станки, например, будут иметь пять-шесть отказов в час по вине механизмов автоматизации, то для их обслуживания дополни­ тельно требуются наладчики.

Ожидаемую частоту дополнительных отказов автоматизируе­ мых станков иногда можно определить путем эксплуатационных наблюдений за работой станков. Так, если в среднем каждая де­ сятая заготовка застревает на оправке либо при установке, либо при снятии, то в условиях ручной загрузки-выгрузки это вызы­

209