Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Моделирование автоматизированного производства. Учебно-методическое пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

07.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 43 4 > Следующая >>>

Рис. 2.4. Расположение и внешний вид соединителя в центре станции

Рис. 2.5. Свойства, которые можно присвоить выделенной станции

Т а б л и ц а 1

Свойства станций и их значения

Стоимость настройки

в минуту

Стоимость обработки

в минуту

Процент продук-

тивной работы

Энергоемкость,

кВт

Линия механообработки

Линия доделочных

операций

Позиция разгрузки

материалов и комплек-

тующих

100

Линия клепания и свар-

ки

Для создания маршрута изготовления нажмите кнопку Маршрут в меню Поток материалов вкладки Factory, в обозревателе потока материалов нажмите на строку «Продукт 1», затем выберите соединители станций в порядке изготовления изделия. В нашем случае последовательность операций будет такой, как показано на рис. 2.6. Когда все станции будут связаны, нажмите клавишу Enter. Все соединители станций теперь будут связаны направленными стрелками.

Рис. 2.6. Порядок изготовления изделия в окне Обозреватель потока материалов

Выделите строку «Задание 1: Продукт 1» и во вкладке Объект пото- ка материалов окна Свойства Factory установите количество деталей, изготавливаемых за единицу времени, количество деталей, которые необходимо изготовить в рамках задания 1 и количество деталей, транспортируемых за один раз так, как показано на рис. 2.7. Далее путем выделения строк с операциями 1–5 во вкладке Объект потока материалов задайте времена обработки детали на каждой линии и настройки линии для подготовки к работе в минутах согласно табл. 2.

Отобразим материальные потоки между станциями обработки заготовок. В меню Поток материалов вкладки Factory нажмите кнопку Транспортировка. Метки станций, которыми мы обозначили линии обработки заготовок, соединятся красными линиями со стрелками, а над метками появятся флажки красного цвета с номером, соответствующему порядку операции из табл. 2 (рис. 2.8). Так же в рабочей области Inventor отобразятся такие рассчитанные показатели, как транспортные расходы,

общая стоимость производства, общие время и расстояние перемещения заготовок. Формулы для расчета этих показателей приведены в табл. 3.

Рис. 2.7. Свойства технологического процесса изготовления детали Продукт 1

Т а б л и ц а 2

Времена обработки заготовки и настройки оборудования

Время обработки, мин

Время настройки, мин

Операция 1

Операция 2

Операция 3

Операция 4

Операция 5 2 2

Используя полученные данные, можно оптимизировать планировочное решение, например, с точки зрения расположения цехов друг относительно друга, стоимости обработки на станциях, их настройки и стоимости транспортировки изделий выбранным методом транспортировки. В общем случае оптимизацию можно производить относительно всех тех переменных, которые указаны в качестве аргументов в алгоритмах расчета индикаторов материальных потоков в табл. 3.

Измените расположение станций обработки заготовок так, как показано на рис. 2.9 и снова запустите анализ материальных потоков. Из рис.

2.9 видно, что величина транспортных расходов, равно как и общие расстояние и время перемещения изготавливаемого продукта по цеху существенно снизились.

Рис. 2.8. Станции, связанные между собой порядком выполнения технологических операций

и рассчитанные индикаторы материальных потоков

Т а б л и ц а 3

Алгоритмы расчета индикаторов материальных потоков

Индикатор

Алгоритм расчета

Тип транспорти-

ровки

Общая стоимость транспортировки

Если (время настройки+время обработки)*размер пакета<(длина соединительной линии/скорость перемещения), то сумма значений для всех заданий по формуле (время настройки+время обработки)*размер пакета*относительная стоимость транспортировки; иначе: сумма значений для всех заданий по формуле (длина соединительной линии/скорость перемещения+время загрузки+время выгрузки)*(округленное в большую сторону значение (количество деталей задания/размер пакета))*относительная стоимость транспортировки

непрерывный

сумма значений для всех заданий по формуле (длина соединительной линии/скорость перемещения+время загрузки+время выгрузки)*(округленное в большую сторону значение (количество деталей задания/размер пакета))*относительная стоимость транспортировки

дискретный

О к о н ч а н и е т а б л . 3

Индикатор

Алгоритм расчета

Тип транспорти-

ровки

Общая стоимость

производства

общая стоимость транспортировки+общие затраты на производство, где общие затраты на производство=(время настройки*относительная стоимость настройки+время обработки*относительная стоимость обработки)*количество деталей в каждой операции для всех заданий

Время транспорти-

ровки

Если (время настройки + время обработки)*размер пакета<(длина соединительной линии/скорость перемещения), то сумма значений для всех заданий по формуле (время настройки+время обработки)*размер пакета; иначе: сумма значений для всех заданий по формуле (длина соединительной линии/скорость перемещения+время загрузки+время выгрузки)*(округленное в большую сторону значение (количество деталей в задании/размер пакета))

непрерывный

дискретный

Расстояние пере-

мещения (если

транспортный

поток двунаправ-

ленный, то резуль-

тат будет удвоен)

сумма значений для всех заданий по формуле: длина соединительной линии*(округленное в большую сторону значение (количество деталей в задании/размер пакета))

непрерывный

дискретный

Рис. 2.9. Видоизмененная компоновка технологического оборудования

Для дальнейшего снижения расходов на транспортировку измените ее тип на вкладке Объект потока материалов в окне Свойства Factory (рис. 2.10). Операции 1 и 2, а также операции 4 и 5 свяжите между собой транспортной линией типа «Автопогрузчик», для операций 2–3 и операций 4–5 укажите тип транспортировки «Конвейер». Нажмите кнопку

Транспортировка для запуска анализа материальных потоков.

Рис. 2.10. Свойства операций, которые можно изменить

для оптимизации планировочного решения

Из рис. 2.11 видно, что транспортные расходы уменьшились почти в два раза, а время нахождения изготавливаемых продуктов в пути (с заданными для каждого типа транспортировки скоростью перемещения и временами загрузки-разгрузки) уменьшилось в 38 раз (!).

Рис. 2.11. Рассчитанные индикаторы материальных потоков после внесения изменений

в свойства технологических операций

2.3. Расчет энергозатрат и коэффициентов использования оборудования

Помимо визуализации транспортных потоков между рабочими участ-

ками, расчета стоимости транспортных расходов и механической обработки в Autodesk Factory Design Suite присутствует инструмент, позволяющий рассчитать и визуализировать общую энергоемкость автоматизированного цеха и коэффициент использования оборудования на каждой станции (операции), в рамках выполнения задания на производство заданного продукта. Для отображения индикаторов загруженности оборудования нажмите кнопку Механизм на панели инструментов Поток Ма-

териалов вкладки Factory (рис. 2.12).

Рис. 2.12. Расположение кнопки Механизм на панели инструментов Поток материалов

В рабочей области чертежа отобразятся две панели (рис. 2.13), ин-

формирующие об общей энергоемкости спланированного производства с учетом работы всех станций (единица измерения киловатт*час) и порогах коэффициента использования оборудования для всех станций.

Рис. 2.13. Внешний вид панелей, отображающих энергозатраты

и порог коэффициентов использования оборудования

AutoCAD так же автоматически рассчитывает и коэффициенты ис-

пользования оборудования каждой станции в отдельности. Для отображения индикаторов использования станции щелкните на чертеже правой кнопкой мыши на красном, зеленом или желтом флагах, отображающихся над соединителями рабочих станций (рис. 2.14), в появившемся меню выберите вкладку Оптимизация, затем «Добавить счетчик на пульт

управления».

Рис. 2.14. Порядок доступа к меню отображения

коэффициента использования оборудования

В рабочей области справа от индикатора Настройки (рис. 2.15) в по-

рядке выбора флагов станций появятся дополнительные панели, отображающие коэффициенты использования оборудования.

Рис. 2.15. Рассчитанные индикаторы производительности

Алгоритмы расчета вышеописанных показателей загруженности ме-

ханического оборудования приведены в табл. 4. Если во время проектирования планировки флаг станции окрашен в желтый цвет, то это указывает на неполную загрузку данной рабочей ячейки цеха. Красный флаг означает перегрузку станции с точки зрения коэффициента использова-

ния оборудования. Зеленый флаг указывает на нормальное функционирование. В соответствии с цветом флагов стрелки на отображаемых в рабочей области приборах коэффициентов производительности так же будут находиться в желтой, зеленой или красной областях. Пороги желтого, зеленого и красного уровней коэффициента использования для станций всего цеха можно установить на панели Настройки (справа от индикатора энергопотребления) путем перетаскивания левой кнопкой мыши зеленой и красной стрелок по градуированной дуге окружности.

Например, для корректировки показателя использования при фиксированном проценте продуктивной работы оборудования (указывается в свойствах станции) вы можете либо скорректировать времена подготовки к работе станции и обработки заготовки в свойствах операций (однако такой вариант не всегда приемлем), либо изменить требуемую производительность всего цеха в свойства задания.

Т а б л и ц а 4

Алгоритмы расчета индикаторов производительности

Индикатор

Алгоритм расчета

Общее энергопотреб-

ление

(время настройки+время обработки)*количество деталей*расход энергии по каждой операции для всех заданий

Коэффициент использования механическо-

го оборудования стан-

ции в день

((время настройки в минутах+время обработки в минутах)*требуемая производительность в день для всех заданий станции/(количество смен*время смены в часах*60*относительное время рабочего состояния))*100 %

Рис. 2.16. Индикаторы производительности и материальных потоков

с учетом корректировки параметров функционирования автоматизированного цеха

В нашем примере уменьшите время обработки для операции 1 «Разгрузка материалов» с 30 до 5 минут, для операции 5 «Контроль качества»

увеличьте время настройки с 5 до 8 минут. Уменьшите значение «Процент продуктивной» для станции «Разгрузка материалов» со 100 до 90 %, а общую производительность автоматизированного цеха в свойствах задания уменьшите с 25 до 24 единиц за рабочий день. Снова выполните анализ использования механизмов и энергопотребления цеха, а также анализ материальных потоков, как это было показано выше. Как видно из рис. 2.16 в сравнении со значениями, показанными на рис. 2.11 и 2.15, коэффициенты использования оборудования на станциях разгрузки материалов и контроля качества теперь находятся в пределах нормальных значений (в зеленой области панелей индикации), коэффициенты использования остальных станций изменились незначительно – с разницей не более чем 4 %, общее энергопотребление выросло на 3.7 % – с 1.34 до

1.39 тыс. кВт*ч., а общие затраты на транспортировку и механообработку снизились на 5.9 % – с 361.82 до 340.32 тыс.

Таким образом, варьируя аргументами алгоритмов расчета индикаторов производительности из табл. 4, можно установить приемлемые уровни энергопотребления и загрузки оборудования на проектируемом предприятии, что в свою очередь способствует снижению общей стоимости производства. Используя приемлемые значения индикаторов производительности и переменных, участвующих в их расчете, можно построить несколько моделей планировок цеха, которые будут удовлетворять различным критериям оптимальности.

2.4. Задания к лабораторной работе

1. Проведите анализ материальных потоков на спроектированной ва-

ми планировке реального производства. Оцените общие энергозатраты, затраты на транспортировку и коэффициенты использования оборудования. В ходе проведения оценок недостающие данные о технологическом оборудовании или его аналогах уточните из открытых источников.

2. По нескольким заданным преподавателем критериям оптимизи-

руйте построенную планировку автоматизированного производства. Предложите альтернативные варианты планировочного решения.

3. Напишите детальный отчет по проделанной работе.

3. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Из каких этапов состоит процесс проектирования производствен-

ных систем?

2. Что такое технология электронных макетов изделий?

<<< < Предыдущая 1 23 / 43 4 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]