книги из ГПНТБ / Петров, Ю. М. Технический прогресс и оптимизация управления в отраслевом производстве учеб. пособие
.pdfр , = - |
3! |
|
1,07 |
■ Po при s < k < rri |
||
Отсюда: |
I2 |
'l (3 -2 )! |
' 3 |
|||
Po |
|
3! |
— |
(0,368)2 = 0,81 |
||
|
|
|
9_ , |
|||
|
|
3! |
! 1- |
(3 -2 )! |
|
|
Ря = |
1! I 3 |
(3 -3 ) |
■ (0,368)3 Po = 0,276 Po или |
|||
1 |
||||||
|
|
|
|
-=0,276. |
|
Оуыма пятого столбца табл. 43 дает величину отношения
Ро |
. Учитывая, |
что |
m |
Рк |
= 1 , |
|
|
||
получим: |
|
|
2 |
|
|
||||
m |
Р ,( |
к=0 |
1 |
m |
Рк |
_1 |
|||
Отсюда: |
2 |
Ро |
|
|
- |
2 |
Ро |
||
к=0 |
|
Ро |
к=0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
™ |
_PjL |
|
|
|
|
|
|
|
Ро= |
к !о р* |
|
|
||
|
|
|
|
3,219 |
=0,311 |
|
Умножая пятый столбец таблицы 43 на Р 0—3,11, получим значения шестого столбца вероятности (Рк ) того, что в об служивающей системе находится К требований.
Сумма вероятностей всех состояний системы равна едини
це, т. е.
3
2 Р к=1 к=0
152
Величина Р0 (0,311) есть вероятность тоЬо, что все авто маты работают или что обслуживающий рабочий свободен. Однако это не исключает возможности ожидания автоматами обслуживания.
Таік, средняя длина очереди на обслуживание, равная математическому ожиданию числа автоматов в очереди, равна:
m
ag= M L g = 2 (К—S) P k
k = s + 1
В примере сумма по восьмому столбцу табл. 43 равна:
MLg=0,441
Следовательно, при обслуживании работающих автоматов одним наладчиком 0,441 автомата из трех будет простаивать в ожидании .обслуживания.
Коэффициент простоя автомата в ожидании обслужива ния равен:
|
MLg |
0,4413 |
=0,147 |
|
|
|
m |
3 |
|
обслуживания |
|
Среднее время ожидания |
(tw ) |
автоматами |
|||
при s = l определяется по формуле: |
|
0,441 |
|
||
tw |
M Lg |
|
|
0,412, |
|
% |
|
|
1,07 |
||
|
|
|
|
|
т. е. в среднем 0,412 часть от длительности смены автоматы будут простаивать в ожидании обслуживания.
Среднее время ожидания одним автоматом обслуживания
равно: |
t |
W |
0,4.12 |
=0,137 |
Ш |
|
|||
|
|
3 |
Среднее число простаивающих автоматов (обслуживаемых и ожидающих обслуживания) равно их математическому ожиданию (сумма седьмого столбца табл. 43):
ш |
3 |
М ,= Б k P k = |
2 k P k= l,1 3 f |
k=I |
k=l |
153
т. е. в среднем .при s = l в течение смены простаивает 1,13 ав томата.
Общий коэффициент потерь времени вследствие простоя автомата ів ожидании обслуживания и в состоянии обслужи ваніия равен:
_ 1 |
m |
1,13 |
=0,377 |
m |
2 kP k |
||
k= 1 |
■ 3 |
|
Математическое ожидание свободных рабочих определяет
ся по формуле: |
|
|
|
s = І |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М раб. |
= |
2 |
|
( S — к ) |
Р к |
|
|
|
=0,311. |
||
|
|
|
|
к = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
которое равно сумме девятого столбца табл. 43, |
М р а б . |
|||||||||||
В данном случае |
при s = l , |
М р а б . |
=Ро=0,311. |
|
|
|||||||
Коэффициент простоя рабочего составляет: |
|
|
|
|||||||||
К п р . |
|
|
|
|
|
0,311 |
0,311, |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|||
т. е. в среднем рабочий простаивает 0,311 |
части |
|
от длитель |
|||||||||
ности смены, или 146 мин. |
(2,44 |
часа). |
(Кпр. ) можно опреде |
|||||||||
Коэффициент занятости |
рабочего |
|
||||||||||
лить по формуле: |
1 |
|
2 k P k -і- |
m |
|
|
|
|||||
К з . р . |
= |
|
|
k = |
2 P k |
= |
|
|
||||
|
L |
ь |
|
k = 0 |
|
|
I 13 |
s + l |
|
|
|
|
= |
m |
k P k |
|
= |
=1,13 |
|
|
|||||
- 4 — |
2 |
|
|
1 |
|
|
||||||
Аналогично |
b |
k = i |
|
расчеты |
|
|
|
состоящій |
||||
произвести |
вероятностей |
и некоторых показателей эффективности системы для случая, когда число наладчиков (ремонтников) равно S = 2 , 3, 4.
Для случая s = 2 результаты расчетов сведены, в табл. 40.
Среднее число простаивающих автоматов (Мі) в ремонте, в ожидании ремонта и наладки уменьшилось с 1,13 при s = l до 0,825 при s= 2 , а общий коэффициент потерь вследствие простоя автомата в ожидании ремонта и в момент ремонта составит при s= 2 .
154
|
|
|
К , |
|
|
1 |
|
|
|
|
X |
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
о |
о |
|
|
|
|
|
|
|
Л |
|
£ о |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
1 |
|
|
||
|
|
го |
|
|
|
|
|||
|
ф |
|
Р. |
X к |
|
|
|
|
|
К |
2 |
са |
о |
в |
s |
* |
! |
Р к |
Р К |
Н |
ожндаюи |
|
|||||||
Число |
обслужи.! |
автомате |
Числоав |
служпваі Число свободнь рабочих |
Ро |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
і |
|
|
0 |
0 |
|
|
0 |
|
2 |
|
1,000 |
0,388 |
1 |
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1,100 |
0,427 |
2 |
2 |
|
|
2 |
|
0 |
|
0,405 |
0,157 |
3 |
2 |
|
|
2 |
|
0 |
|
0,074 |
0,028 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,579 |
1,000 |
|
Т а б л и ц а |
40 |
|
Число про стаивающих автоматов |
Средняя длина очереди |
(к—S) Р к Математическое ожидание числа свободных рабо чих (s — к) Р к |
|
0 |
0 |
! |
0,776 |
0,427 |
0 |
1 |
0,427 |
0,314 |
0 |
|
0 |
0,084 |
0,028 |
|
0 |
0,825 |
0,028 |
! |
1,203 |
=^ p = U ,2 7 5 против 0,377 при s = 1
Средняя длина очереди на обслуживание равна L =0,028 требований, а среднее время ожидания обслуживания:
0,028
1,07 =0,026,
часть длительности смены (12,5 мин.), а в расчете на один автомат — 4 мни. вместо 66 мин. при s = l . Коэффициент про стоя рабочего составит:
|
К п р . - |
М р аб . |
1,203 |
0,601 |
|
s |
2 |
||
Для |
случая s = 3 |
|
||
результаты расчетов сведены в табл. 41. |
||||
При численности |
обслуживающего |
персонала, равной s= 3 , |
||
простои |
автоматов |
в ожидании |
обслуживания сведены к 0. |
|
Однако среднее число простаивающих |
автоматов в ремонте |
и наладке уменьшилось незначительно по сравнению со слу чаем, когда численность персонала была (равна 2. При s= 3
М |=0,804 вместо М ]=0,825 |
при s= 2 . Коэффициент простоев |
||
рабочих увеличивается: |
2,196 |
0,732 |
|
К пр . |
М р. об. |
|
|
|
s |
3 |
|
155
|
|
Число |
Число |
|
|
Число |
авто |
||
|
сво |
|||
|
матов, |
|||
|
обслу |
бод |
||
К |
ожидаю |
|||
живае |
ных |
|||
|
мых ав |
щих об |
рабо |
|
|
служи |
|||
|
томатов |
чих |
||
|
вания |
|||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 41 |
||
|
|
|
I |
•Матема |
|
Рп |
|
Число |
|
тическое |
|
|
Средняя |
ожида |
|||
|
простаи |
||||
|
длина |
ние числа |
|||
|
вающих |
||||
|
очереди |
свобод |
|||
А |
г к |
авто |
|||
|
ных ра |
||||
|
матов |
|
бочих |
0 |
0 |
0 |
3 |
1,000 |
0,392 |
0 |
0 |
1,176 |
1 |
о1 |
0 |
2 |
1.100 |
0,431 |
0,431 |
0 |
0,862 |
2 |
2 |
0 |
1 |
10,405 |
0,158 |
0,310 |
0 |
0,158 |
3 |
О |
0 |
0 |
j 0,050 |
0,019 |
0,057 |
0 |
0 |
|
|
1 |
|
2,555 |
1,000 |
і 0,804 |
0 |
2,196 |
Если 'бригада наладчиков (ремонтников) состоит из четы рех человек, как, например, на участке расфасовки в первую смену, простои автоматов не уменьшаются, но простои /налад чиков достигают максимума.
|
Для |
случая s= 4 |
'вероятности возможных состоянии и зна |
||||||||
чения некоторых характеристик |
системы обслуживания при |
||||||||||
ведены в табл. 42. |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
42 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
Число |
Число |
Рк |
Рк |
|
|
Матема |
||
|
|
|
|
Средняя |
тическое |
||||||
|
Число |
автома |
сво |
Число |
|||||||
К |
ожидание |
||||||||||
обслу |
тов, ожи |
бод |
простаи |
дли на |
|||||||
|
|
числа |
|||||||||
|
живае |
дающих |
ных |
вающих |
очереди |
|
|||||
|
|
свобод |
|||||||||
|
мых ав |
обслу |
рабо |
.авто |
(к — s) Р к |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ных ра |
||
|
томатов |
живания |
чих |
Ро |
|
матов |
|
|
бочих |
||
0 |
|
0 |
0 |
4 |
1,000 |
0,392 |
0 |
0 |
|
1,568 |
|
1 |
|
1 |
0 |
3 |
1,100 |
0,431 |
0,431 |
0 |
|
1,293 |
|
2 |
|
0 |
0 |
2 |
0,405 |
0,158 |
0,316 |
0 |
|
0,316 |
|
3 |
|
3 |
0 |
1 |
0,050 |
0,019 |
0,057 |
0 |
|
0,019 |
|
|
|
|
|
|
2,555 |
1,000 |
0,804 |
0 |
|
3,196 |
156
К о э ф ф и ц и е н т п р о с т о я р а б о ч е г о в э т о м с л у ч а е р а в е н :
К пр. |
М р а б . |
3,196 |
0,799 |
|
s |
4 |
Анализ всех состояний системы обслуживания на участке расфасовки три численности обслуживающего персонала S = l , 2, 3, 4 (табл. 43) показывает, что вероятность поступле ния в систему обслуживания трех требовании достаточно мала при любом значении s.
|
|
|
|
Т а б л и ц а 43 |
К' |
Рк |
Рк |
Рк |
Р к |
|
( s = l ) |
(s = 2 ) |
(s = 3) |
(s -4 ) |
0 |
0,311 |
0,388 |
0,392 |
0,392 |
1 |
0,342 |
0,427 |
0.431 |
0.431 |
2 |
0,253 |
0,157 |
0.158 |
0,158 |
3 |
0,094 |
0,028 |
0,019 |
0,019 |
|
1.000 |
1,000 |
1,000 |
1,000 |
Для определения оптимальной численности обслуживаю щего .персонала представляет интерес вычисление вероятнос ти того, что за среднее время обслуживания одного автоіматз 1=14 мин. (0,234 часа) остановится больше, чем один автомат.
Общая плотность потока 1=1,07 требований в один час, отсюда плотность потока требований за промежутки времени 1=0,234 час. будет равна:
1 = 11= 1,07-0,234=0,25 требований.
По формуле Пуассона находим вероятность того, что в систему обслуживания за про,межуток, равный среднему 'времени обслуживания одного автомата (t= 14 мин.= =0,234 час.), поступит на обслуживание одного автомата:
1 '< |
К |
2 |
3 |
(0,234) |
0,0333 |
0,0033 |
|
Итак, вероятность того, что |
за 14 |
мин. остановится хотя |
бы один автомат, равна:
157
Это |
Vs |
P к (0,235)--0,0366 |
|
означает, что |
при 8-часовой смене в среднем около |
||
2 раз |
(Тем. : 14 іМ;іін.-0,0366) рабочему потребуется обслужи |
||
вать одновременно не '.менее -двух автоматов в течение 14 |
мин. |
||
Вероятность того, |
что рабочему придется обслужить |
за |
промежуток равный t=14 мин. три автомата, равна:
Рз (0,234)-0,0033
Следовательно, рабочий столкнется с таким положением один раз в 10 дней.
Анализ 'изменений общего коэффициента простоев автома тов л коэффициента простоев рабочих показывает, что удов летворительные результаты функционирования системы достигаются при численности обслуживающего персонала, равной 2 рабочим. Хотя при численности 3 чел. и происходит некоторое снижение коэффициента потерь, коэффициент про стоев рабочих при этом возрастает, что видно из рис. 14.
Р и с. 14. Изменение общего коэффициента простоев автоматов и коэффициента простоев рабочих при различной численности обслуживающего персонала
158
К о э ф ф и ц и е н т и с п о л ь з о в а н и я а в т о м а т о в п р и s = 2 р а в е н :
у- |
__ |
|
ш |
к Р к + |
( 1 - и ) - ( 1 - Р 0) |
|
т - 2 |
||||
L |
k |
— |
I |
т=0, /43, |
|
|
|
|
|||
= |
3-0,825+0,61- |
||||
где: (1 —ы) (1 —Ро) = |
(1 — а) |
т |
|
||
2 Р|< — коэффициент, учиты- |
к = 1
Бающий возможность ремонта автомата без останов ки последнего;
и— коэффициент, учитывающий долю времени простоя автомата;
К, = (1 —Ро) — коэффициент занятости рабочего обслу живанием автоматов в смену.
Выбор наиболее экономичного варианта организации про цесса обслуживания автоматических линий. Выбор бригады наладчиков в составе двух человек на основе коэффициентов простоев автоматов .и обслуживающего персонала еще не определяет оптимальности варианта организации процесса обслуживания линий. Для отыскания экономического опти мума необходимо учесть влияние не менее двух конкурирую щих факторов, так как при организации процесса возникает две альтернативы: 1) при увеличении численности обслужи вающего персонала простои автоматов уменьшаются, но по вышаются расходы по заработной плате; 2) при сокращении численности обслуживающих рабочих расходы по заработной плате уменьшаются, но коэффициент использования автоматов снижается, и следовательно, увеличиваются потери по эк сплуатационным расходам.
Необходимо найти оптимальный вариант организации про цесса, при котором потери, связанные с простоями автомати ческих линий и обслуживающего персонала, были бы сведены до минимума.
Для этого на основе оценочной стоимости потерь за час простоя линии и затрат по заработной плате одного человека за час работы рассчитываются общие потери для различных вариантов организации процесса, обслуживания автоматиче ских линий.
Расчеты 'Показателей фу.нкдионіИіровамия системы обслужи вания 'при разлпч'ной численности обслуживающего персонала и соответствующих значениях -критеріия экономической эффек тивности обслуживающей системы сведены в та'бл. 44.
|
|
Таблица 44 |
|
( |
Значения показателен |
|
Расчетная формула |
при численности обслу- |
Показатели системы |
жнвающего персонала |
|
|
|
|
обслуживания |
|
s= 1 s= 2 s= 3 s= 4 |
|
|
Число автоматов, об служиваемых одним
рабочим Средняя длина очере-
ди автоматов» ожи
дающих начала об служивания
Среднее время ожи-
дания автоматами
обслуживания, мин.
Среднее время ожидания обслужнвания одним автома
том, мин.
Коэффициент простоя
автомата в ожидании обслуживания
Среднее число автоматов, простаивающнх при обслуживанин и ожидаю
щих обслуживания
Общин коэффициент
простоя
Коэффициент исполь
зования автоматов
н - |
111 |
3 |
1,5 |
|
0,75 |
|
|
и |
s |
* |
|||
U |
= M |
L „ - |
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
- |
S |
( k - s ) P k |
0,441 |
0,028 |
0 |
0 |
k = s = l |
|
|
|
|
|
|
|
|
M Lo - |
|
|
|
|
t |
|
ö |
0.412 |
0,026 |
0 |
0 |
|
|
% |
|
|
|
|
|
r- |
|
|
|
__ |
_ |
|
tvv |
66 |
4 , |
m
I. |
M L g |
K \v - |
rn |
" |
m |
in
M , = S K P k k = 1
|
K n .a . |
= |
1 |
m |
|
m |
2 |
k P K + |
|
k = l |
m |
|
|
|
- ( - ( I - а ) |
S P k |
|
|
|
k = l |
|
Kiicn. = |
1— Kn. a. |
0.147 0,009 — —
1,13 0,825 0,804 0,804
0,352 0,257 0,248 0,248
0,648 0,743 0,752 0,752
100
П р о д о л ж е н и е т а б л и ц ы 44
|
|
Значения показателен |
|
|
|
при численности обслу |
|
Показатели системы |
Расчетная формула |
живающего |
персонала |
|
I s= 3 s = 4 |
||
обслуживания |
|
s = 2 |
|
|
|
Время простоев авто матов, час
Время полезной рабо ты автомата, час
Вероятность того, что все рабочие свобод ны
Среднее число сво бодных обслужи вающих рабочих
Іп. : К к . а. *Тсм.
tp — К и с п . ’Т с м .
Ро
М р а б . —
= 'S ( s - k ) P K
k = 0
Среднее |
время |
про |
|
|
|
|
||
стоя |
обслуживаю |
trip. — К up. |
' Тем. |
|||||
щего рабочего, час. |
|
|
|
МрабС - |
||||
Коэффициент |
простоя |
іѵпр. |
|
— |
||||
рабочего |
|
|
|
|||||
|
|
|
_ |
|||||
Коэффициент |
занято |
К з . р. — |
_ |
2 |
кРк |
|||
s |
к =0 |
|||||||
сти рабочих |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
2 |
РК |
|
|
|
|
|
|
k = s + l |
|
||
Величина |
потерь |
за |
|
|
|
|
||
час простоя |
авто |
|
|
|
|
|||
матических |
линии |
С , - Ч э р . |
Со р . |
+ А о б с . |
||||
(при ш = 3 ), |
руб. |
|
|
|
|
2,82 |
2,05 |
1,98 . |
1,98 |
5,18 |
5,95 |
6,02 |
6,02 |
0,311 |
0,388 |
0,392 |
0,392 |
0.311 1,203 2,196 3,196
2,48 |
4,81 |
5,85 |
6,4 |
0,311 0,602 0,732 0.799
0,689 0.398 0,268 0,201
10,0 10,0 10,0 10,0
Среднечасовые |
поте |
|
|
||
ри, |
связанные с |
|
|
||
простоями |
наладчи |
|
|
||
ков |
(ремонтников) |
|
|
||
в ожидании |
требо |
|
|
||
вания |
иа |
обслужи |
|
|
|
вание, |
руб. |
|
Сой-. |
0,82 |
0,82 0,82 0,82 |
|
|
|
|
|
11 Зак. 381 |
161 |