ИННОВАТИКА 4 СЕМЕСТР РГР / Laboratorny_praktikum
.pdf
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
Бюро новой техники. Эта служба заинтересована не только в обеспечении максимального экономического эффекта от мероприятий, связанных с созданием роботизированного участка, но также и в минимизации инвестиций (капиталовложений) по проекту.
В связи со сказанным студенты данной подгруппы на первом этапе при обосновании ведомости оборудования роботизированного участка должны рассчитать:
1.годовой экономический эффект от внедрения каждого варианта роботизированного производственного участка в сравнении с данными рабочего, действовавшего ранее технологического процесса, где приведенные затраты на единицу продукции составляли – 277,6 руб./ шт ;
2.определить экономический эффект от более раннего срока освоения выпуска новых изделий у потребителя, где каждый комплект агрегатных средств механизации зажима позволяет в среднем на 6 ÷ 7% увеличить производительность труда и получить дополнительный годовой экономический эффект в сумме около 5400 рублей.
3.величину капиталовложений по вариантам (см. табл.П.1,
П.2, П.3 приложения).
По результатам расчетов и обоснований необходимо выполнить ранжирование вариантов компоновки роботизированного производственного участка из 10 предложенных вариантов (табл. П.1).
3. Задание
Во вводной части деловой игры преподаватель должен указать роль и место деловой игры в общей структурнологической схеме изучения дисциплины, связь данного занятия с другими видами занятий по дисциплине. Преподаватель - руководитель игры участвует в деловой игре в должности технического директора или главного инженера предприятия.
Преподаватель распределяет студентов на четыре подгруппы и регулирует их взаимодействие в процессе принятия решений. Он выдает дополнительную информацию участникам
551
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
деловой игры, дает методические рекомендации по организации хода деловой игры.
Преподаватель до начала проведения деловой игры должен составить сценарий, в котором указывается логическая взаимосвязь этапов деловой игры, а также содержание эпизодов, ситуаций или задач каждого этапа. В сценарии желательно указывать время для осуществления каждого этапа деловой игры в целях выполнения 4-часовой программы занятия.
4. Методика выполнения задания
Преподаватель по мере ознакомления участников деловой игры с ее задачами и содержанием, выполнением расчетов запрашивает у каждой из четырех подгрупп по одному из вариантов принятых решений, требуя при этом соответствующей аргументации.
Результаты запроса сводятся в табл.1, где в каждой графе по каждому этапу указывают номера вариантов и расчетные показатели, полученные подгруппой на этапе анализа.
Т а б л и ц а 1 Сводные данные по оценке эффективности вариантов
№ |
Оценка эффективности вариантов |
Коллективная |
|||
этапа |
1 |
2 |
3 |
4 |
оценка |
|
подгруппа |
подгруппа |
подгруппа |
подгруппа |
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
Итоги деловой игры оцениваются при заключительном разборе занятия, где рекомендуется определять размер премии за создание роботизированного производственного участка по следующей шкале.
552
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
Т а б л и ц а 2 Премиальная шкала предприятия за внедрение новой техники
№ |
Сумма годового экономического |
Сумма премии |
||
п.п |
|
эффекта, тыс. руб. |
|
|
1 |
до 14,0 |
|
|
17,0% экономии, но не |
|
|
|
|
менее 400,0 руб. |
2 |
от 14,0 |
до |
120,0 |
7,0% + 400,0 руб. |
3 |
от 120,0 |
до |
140,0 |
7,0% +800,0 руб. |
4 |
от 140,0 |
до |
1200,0 |
3,0% +1600,0 руб. |
5 |
от 1200,0 |
до |
12000,0 |
2,0% +3600,0 руб. |
6 |
от 12000,0 |
до |
14000,0 |
1,0% +24,0 тыс.руб. |
7 |
от 14000,0 |
и |
выше |
0,5% +43,6 тыс.руб. но не |
|
|
|
|
более 250,0 тыс.руб |
Распределение вознаграждения между службами-исполнителями производится по шкале ( табл. 3).
Т а б л и ц а 3. Распределение вознаграждения между службами-
соисполнителями согласно премиальному положению
Исследовательские и |
Технологические |
Работы по освоению и |
проектно- |
работы и работы |
организации |
конструкторские |
по подготовке |
производства новой |
работы |
производства |
техники |
20...40% |
20...40% |
30...50% |
5. Контрольные вопросы и выводы
После распределения премии на заключительном разборе деловой игры в форме контрольного опроса слушатели должны сделать выводы о:
−других методах многокритериальной оптимизации проектных решений;
−значимости экономического эффекта у производителя новой техники и ее потребителя;
−влиянии маркетинговой стратегии на оплату труда исполнителей проекта;
−влиянии ускоренной технической подготовки производства на конечные результаты и т.п.
553
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
4.1А
0,97мин.
4.2Б
0,98 мин.
№ |
Модель |
вершины |
оборудо- |
|
вания |
А |
В1136М |
Б |
OMEGA |
РТК |
2станка |
|
ТС-77МС |
|
+ПР |
В |
400V |
Г |
ТС-46/ТС- |
|
46МС |
7.1.РТК
1,25 мин.
7.2.В
1,2 мин.
8.1.Г
2,7
8.2В
1,2 мин.
6. ПРИЛОЖЕНИЯ
11 |
РТК |
|
15 |
РТК |
|
19 |
РТК |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,36 мин. |
|
0,52 мин. |
|
0,54 мин. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
Г |
|
16 |
Г |
|
20 |
Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,92 мин. |
|
1,12 мин. |
|
1,17 мин. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
31 |
В |
|
29 |
АР-3 |
|
|
|
|
|
0,58 мин. |
|
2,98 мин. |
||
|
|
|
|
|
23 |
РТК |
0,37 мин. |
|
24 |
Г |
0,79 мин. |
|
27 |
В |
1,3 мин. |
|
Рис.1. Фрагмент структурной модели
554
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
Т а б л и ц а П.1.
Возможные варианты перспективных технологических процессов роботизированного участка
Ранг предпо- |
Очередь полных путей графа, рис.1 |
Приведенные |
чтительности |
(на рис.1 показана часть полного графа) |
затраты, |
|
|
руб./ шт. |
1 |
4-7-11-15-19-23-27-29-31 |
167,72 |
2 |
4-7-11-15-19-24-27-29-31 |
168,44 |
3 |
4-7-11-16-19-23-27-29-31 |
168,72 |
4 |
4-7-11-15-20-23-27-29-31 |
168,84 |
5 |
4-7-11-16-19-24-27-29-31 |
169,44 |
6 |
4-7-11-15-20-24-27-29-31 |
169,56 |
7 |
4-7-11-16-20-23-27-29-31 |
169,84 |
8 |
4-7-12-15-19-23-27-29-31 |
170,36 |
9 |
4-7-11-16-20-24-27-29-31 |
170,56 |
10 |
4-7-12-15-19-24-27-29-31 |
171,08 |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а П. 2. |
|
|
|
Методы компоновочных расчетов участка |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
№ |
|
Расчетная формула |
|
|
Условные обозначения |
|
||
1. |
S = Σ Ni·ti·Кпз / Fдо·Квн |
S – количество единиц оборудования; |
|
|||||
|
примечания: |
|
|
Ni |
– приведенная программа |
|
||
|
− |
Sпр– расчетное число окру- |
ti |
|
(400 тыс.шт./ год); |
|
||
|
|
глить до принятого целого |
– |
штучное время на i-й операции; |
|
|||
|
|
числа единиц |
оборудо- |
Кпз |
– |
коэффициент подготовительно- |
|
|
|
|
вания; |
|
|
заключительного времени (1,05); |
|
||
|
− |
допускается |
в |
расчетах |
Fдо |
– |
годовой фонд времени работы |
|
|
|
перегрузка |
оборудования |
|
|
оборудования (240 900 мин.); |
|
|
|
|
до 15%; |
|
|
Квн – коэффициент выполнения норм |
|
||
|
− |
коэффициент |
загрузки |
|
|
(1,1…1,2). |
|
|
|
|
оборудования |
(η=Sр/Sпр) |
|
|
|
|
|
|
|
по участку не должен быть |
|
|
|
|
||
|
|
менее 0,85 |
|
|
|
|
|
|
2. |
Р = Fдо ·Sпр ·η / Фр ·Кмо |
Р |
– |
число рабочих; |
|
|||
|
|
|
|
|
Фр – годовой фонд времени одного |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
рабочего (109 200 мин.); |
|
|
|
|
|
|
Кмо – |
коэффициент многостаночного |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
обслуживания (для полуавто- |
|
|
|
|
|
|
|
|
матического оборудования |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0...3,0, для автоматического – |
|
|
|
|
|
|
|
|
4,0...5,0 ) |
|
555
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
|
|
|
|
|
Таблица П.3 |
|
Данные об оборудовании участка |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Наименование оборудования |
Модель |
Габарит, м × м |
Мощность, |
Договорная цена |
|
|
|
|
|
квт. |
единицы, тыс. руб. |
Ковочная машина |
|
|
|
|
|
(модернизированная) |
В1136М |
2,31× 2,52 |
23,08 |
6152,0 |
|
Ленточно-отрезной станок |
OMEGA |
1,4 |
× 1,5 |
1,1 |
1291,76 |
Робототехнический комплекс |
2ст. ТС-77МС + |
|
|
|
|
|
промышленный робот |
3,5 |
× 4,4 |
18,0 |
4 453,0 |
Сварочный автоматический |
|
|
|
|
|
комплекс |
АР-3 |
4,0 |
× 2,0 |
|
821,16 |
Фрезерный станок с ЧПУ |
400V |
3,66 |
× 4,04 |
7,5 |
4769,9 |
Токарный станок с ЧПУ |
ТС-46/ТС-46МС |
2,5 × 1,45 |
9,0 |
8 785,00 |
|
Примечание: Для приобретения оборудования могут быть использованы услуги лизинговых организаций, при этом стоимость имущества, приобретенного в лизинг, снижается для лизингополучателя на 30-35% по сравнению с обычной покупкой; величина лизингового вознаграждения обычно 5- 8% от суммы сделки.
556
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
7. Требования к отчету
Отчет должен включать:
1.заполненные сводные таблицы 1 и 3 анализа роботизированных технологических процессов и вариантов компоновок роботизированного производственного участка;
2.выводы и рекомендации для разработки инновационного проекта роботизации производства в цехе;
3.при необходимости отчет может быть проиллюстрирован результатами анализа роботизированных технологий с помощью видеофильма-презентации роботизированных технологий из раздела SWOT-анализа данного лабораторного практикума.
8. Критерий оценки результатов
При подведении итоговой оценки рекомендуется руководствоваться следующими критериями: «отлично» – соответствует более 90% качественному усвоению учебного материала; «хорошо» – соответствует более 75% до 90% качественного усвоения учебного материала; «удовлетворительно» – соответствует более 50% до 75% качественного усвоения учебного материала.
В случае невыполнения перечисленных критериев или отсутствия на занятии студент должен пройти повторное выполнение лабораторного задания самостоятельно и представить новый вариант отчета к защите.
Список литературы
1.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б., Кутин А.А. Инноватика. Учебник для вузов. – М.: Машиностроение. 2008. -721 с.
2.Селиванов С.Г., Гузаиров М.Б. Системотехника инновационной подготовки производства в машиностроении. – М.: Машиностроение. 2012. -568 с.
3.Бунаков П.Ю. , Широких Э.В. Технологическая подготовка производства в САПР. – М.: ДМК Пресс. 2012. -208 с.
557
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
Лабораторное занятие № 6.4
Тема: Компоновка робототехнического комплекса методом
аддитивной свертки критериев в Matlab
Содержание
Введение 1.Теоретическая часть.
2.Описание используемых программных комплексов
3.Задание
4.Методика выполнения задания
5.Контрольные вопросы
6.Требования к отчету
7.Критерий оценки результатов Список литературы
Введение
Объектами исследования являются технические предложения инновационных проектов роботизации производства и процессы коммерциализации инновационных технологий робототехники.
Предметом исследования являются методы оптимизации роботизированных технологий на уровне технологических операций и структуры робототехнических комплексов.
Методы исследования. Математическое моделирование структуры робототехнического комплекса, базирующееся на использовании аддитивной свертки критериев. Обработка данных проводится в системе Matlab.
Цель исследования освоение метода многокритериальной оптимизации структуры робототехнического комплекса в ходе математического моделирования.
Задачи исследования:
1)сопоставительный анализ критериев и математических моделей компоновки робототехнических комплексов;
2)практическое освоение программной реализации математических моделей;
3)компьютерное моделирование и выбор структуры робототехнического комплекса.
558
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
1.Теоретическая часть
1.1. Роботизация производственных процессов
Роботизация производственных процессов в инновационной деятельности предполагает использование автоматических манипуляторов с программным управлением для создания роботизированных технологических комплексов, роботизированных производственных участков, гибких производственных участков и гибких автоматизированных линий.
Данное направление комплексной автоматизации позволяет, в конечном счете, создать системы автоматически действующих машин, которые в сочетании с роботами могут реализовать всю технологию производства за исключением функций управления и контроля, сохраненных за человеком.
В проектах технического перевооружения или комплексной автоматизации компоновка робототехнических комплексов (РТК) должна учитывать следующие особенности обоснования их структур (рис. 1). Названные технологические комплексы, оснащенные автоматическими манипуляторами с программным управлением, могут компоноваться по трем основным схемам:
−бригада промышленных роботов;
−система многостаночного обслуживания промышленным роботом;
−тандем, когда один промышленный робот обслуживает одну единицу технологического оборудования.
559
Раздел V1. Методы технического перевооружения производства
Рис. 1. Компоновка роботизированного технологического комплекса (РТК)
В первом случае бригаду промышленных роботов создают путем разделения вспомогательных переходов одной операции между несколькими промышленными роботами. Технологические переходы в данном случае выполняет одна единица технологического оборудования. Такая ситуация возникает в многопереходных технологических операциях, где время вспомогательных переходов (если их выполняют промышленные роботы) значительно больше основного времени работы оборудования.
Если промышленный робот при компоновке РТК используют как технологическое оборудование, например, для
560
