Тема 6. Организация производственной инфраструктуры

Задача 16. На предприятии ежемесячные межцеховые перевозки осуществляются согласно шахматной ведомости (табл. 49 ). Число рабочих дней в месяце – 22. Режим работы двухсменный. Продолжительность рабочей смены – 8 часов. Транспортировка грузов из цеха № 1 в цех № 2 и из цеха № 2 в цех № 3 производится на автокарах грузоподъемностью 2 т при коэффициенте использования грузоподъемности 0,8. Грузовой рейс автокара длится в среднем 28 мин. Транспортировка всех остальных грузов производится на автомашинах грузоподъемностью 5 т при коэффициенте использования 0,9. Грузовой рейс автомашины длится в среднем 23 мин.

Определите необходимое число автомашин и автокаров, число рейсов в сутки и массу груза, перевозимого за одни сутки тем и другим транспортом, производительность транспортных средств.

Таблица 49

Шахматная ведомость грузопотоков по предприятию за месяц, тонн ( ск-склад, ц –цех)

Место отправления	Место назначения
	ск № 1	ск № 2	ц № 1	ц № 2	ц № 3	отходы	итого
Ск № 1	-	-	5100	6000	1300	-	12400
Ск № 2	-	-	-	-	-	-	-
Ц № 1	-	-	-	4000	-	1000	5000
Ц № 2	-	-	-	-	9000	500	9500
Ц № 3	-	10000	-	-	-	300	10300
Отходы	-	-	-	-	-	-	-
Итого	-	10000	5100	10000	10300	1800	37200

Решение.

Размер груза, перевозимого на автокарах за месяц, составит: 4000 + 9000 = 13000 т. Эффективный фонд времени работы одного транспортного средства равен: F_э= 22x8 = 176 часов. Необходимое число автокаров определим по формуле

, (94)

где Q_м- месячный грузооборот на данном маршруте, т;q- грузоподъемность единицы транспортных средств, т; К_ис- коэффициент использования грузоподъемности транспортного средства;F_э - эффективный фонд времени работы единицы транспортного средства для односменного режима, ч; К_см- число рабочих смен в сутки; Т_р- время, затрачиваемое транспортным средством на один рейс.

Подставив численные значения получим:

К_пар= (13000 / (2 x 0,8 x 176 x 2 x 60)) x 28 = 10,77.

Принимаем К_пар= 11.

Число рейсов, совершаемых одним автокаром за сутки, рассчитаем по формуле

, (95)

где К_в- коэффициент использования фонда времени работы транспортного средства. Тогда

Р = 8 x2x1x60 / 28 = 34 рейса.

Массу груза, перевозимого за сутки автокарами, определим по формуле:

, (96)

где Д_м- число рабочих дней в месяце; К_н- коэффициент неравномерности перевозок. Подставив численные значения, получим:

Q_сут = 13000 / (22x1) = 591 т.

Производительность автокара рассчитаем по формуле:

= 591 : 34 : 11 = 1,6 т/рейс.

Размер груза, перевозимого на машинах за месяц, составит: 37200 – 13000 = 24200 т.

Необходимое число машин определим аналогично: К_маш= 24200 / 5x0,9x176x2x60x23 = 6.

Число рейсов, совершаемых одной машиной за сутки, составит: Р = 8 x2x1x60 / 23 = 42 рейса.

Масса груза, перевозимого за сутки машинами: Q_сут= 24200 / 22x1 = 1100 т.

Производительность машины составит: П= 1100 : 42 : 6 = 4,4 т/рейс.

Задача 17. Доставка деталей из цехов предприятия в сборочный цех осуществляется электрокарами номинальной грузоподъемностью 1 т. Суточный грузооборот – 12 т. Кольцевой маршрут с возрастающим грузопотоком составляет 1000 м.Cкорость движения электрокара – 40 м/ мин. Погрузка в каждом из цехов в среднем составляет 5 мин, а разгрузка в сборочном цехе – 15 мин. Число погрузочных пунктов К_ир=3. режим работы цехов двухсменный. Коэффициент использования грузоподъемности – 0,9, коэффициент использования времени работы электрокара – 0,9. Определите необходимое количество транспортных средств, коэффициент их загрузки и число рейсов за сутки.

Решение.

Необходимое число электрокаров определим по формуле

, (97)

где - длина всего кольцевого маршрута, м;t_зиt_р- соответственно время на одну погрузочную и разгрузочную операцию за каждый рейс, мин.

= 12 / ( 1x0,9x8x0,9x2x60)x(1000 /40 + 3x5 +15) = 0,85 (или 1 электрокар).

Коэффициент загрузки электрокара рассчитаем по формуле:

= 0,85 : 1 = 0,85. (98)

Число рейсов за сутки определим по формуле:

= (8x2x0,9x60) / (1000/40 + 3x5 + 15) = 15,7 (или 16 рейсов).

Задача 18. Суточный выпуск деталей на механическом участке составляет 80 шт. Каждая деталь транспортируется электромостовым краном на расстояние 75 м. Скорость крана – 40 м/мин. На каждую деталь массой 35 кг при ее погрузке и разгрузке производится по четыре операции, каждая длительностью по 3 мин. Режим работы участка двухсменный. Продолжительность рабочей смены – 8 часов. Плановый ремонт крана составляет 15 % времени. Определите время, затрачиваемое на один рейс крана, число электрокранов и их часовую производительность.

Решение.

Время одного рейса рассчитаем по формуле:

Т = 2L/Vср +tпогрузки-разгрузки = 2x75 / 40 + 4x3 = 15,75 мин.

Необходимое число электрокранов определим по формуле:

, (99)

где N_с- число транспортируемых изделий в течение суток, шт.

Подставив в эту формулу числовые значения, получим:

К_эк= (15,75x80)/(8x60x2x0,85) = 1,54 (или 2 электрокрана).

Часовую производительность крана определим исходя из того, что число рейсов равно количеству транспортируемых деталей в час:

П = Р = 60/15,75 = 4 шт./ч.

Задача 19. Подача деталей на сборку осуществляется конвейером. Суточный грузопоток составляет 38 т при массе одной детали (в среднем) 2 кг. Шаг конвейера – 0,85 м. Скорость движения конвейера – 0,3 м/c. Режим работы цеха двухсменный. Продолжительность рабочей сены – 8 часов. Потери рабочего времени на ремонт составляют 5 %. Определите необходимое число конвейеров и их пропускную способность.

Решение.

Необходимое число конвейеров определим по формуле

, (100)

где Q_с- транспортируемый суточный груз, кг;l₀- шаг конвейера, м;Q_шт- масса одного изделия, кг;V– скорость движения конвейера, м/c.

Подставив числовые значения, получим:

К_ш= (38000x0,85) : (2x0,3x8x60x60x2x0,95) = 0,98 (или 1 конвейер).

Пропускную способность конвейера рассчитаем по формуле

, (101)

где 3600 – переводной коэффициент; p– величина транспортной партии, шт. Тогда

q_r= 3600x2x1x0,3 / 0,85 = 2540 кг/ч или 2,5 т/ч.

Задача 20. Мощность установленного оборудования в механическом цехе – 470,5 кВт; средний коэффициент полезного действия электромоторов = 0,9; средний коэффициент загрузки оборудования = 0,85; средний коэффициент одновременной работы оборудования = 0,75; коэффициент полезного действия питающей электрической сети = 0,96. Режим работы цеха – двухсменный, смены по 8 часов. Число рабочих дней в году – 254. Потери времени на плановый ремонт составляют 5 %. Определите годовую потребность в силовой электроэнергии механического цеха.

Решение.

Рассчитаем годовой эффективный фонд времени работы оборудования при двухсменном режиме:

= 254x8x0,95x2=3861 час.

Определим годовую потребность в силовой электроэнергии механического цеха по формуле

, (102)

где W_y- суммарная мощность установленного оборудования, кВт;

F_э- эффективный фонд времени работы оборудования за плановый период, ч;

К_з- коэффициент загрузки оборудования;

К_о- средний коэффициент одновременной работы оборудования;

К_с- коэффициент полезного действия питающей электрической сети;

_д- коэффициент полезного действия установленного электрооборудования.

Подставляя цифровые значения, получим:

Р_эл= (470,5x3861x0,85x0,75) / (0,96x0,9) = 1340374 кВтч.

Задача 21. Определите потребность в осветительной электроэнергии инструментального цеха, если в нем установлено 10 люминесцентных светильников, средняя мощность каждого из которых 100 Вт. Время горения светильников в сутки – 17 часов. Коэффициент одновременного горения светильников = 0,75. Число рабочих дней в месяце – 22.

Решение.

Эффективный фонд времени работы светильников составит:

F_э= 22 x 17 = 374 часа.

Потребность в осветительной электроэнергии инструментального цеха определим по формуле

, (103)

где С_св- число светильников на участке, в цехе, шт.; Р_ср- средняя мощность одной лампочки, Вт.

Тогда

Р_эл= (10x100x374x0,75) / 1000 = 280,5 кВтч.

Задача 22. Определите расход пара на отопление здания заготовительного цеха. Объем зданияV_зд= 8700 м. куб. Норма расхода параq_n= 0,5 ккал/ч на 1 м. куб. объема здания. Средняя наружная температура за отопительный периодt_н= -7C. Внутренняя температура в здании цехаt_вн= + 15С. Продолжительность отопительного сезона – 200 дней.

Решение.

Определим отопительный период в часах:

= 200x24 = 4800 часов. (104)

Разность температур за отопительный период составит:

= (15 – (-7)) = + 22С. (105)

Расход пара за отопительный период рассчитаем по формуле:

, (106)

где q_п- расход пара на 1 м. куб. здания при разности между наружной и внутренней температурами 1С, ккал/ч;t₀- разность между наружной и внутренней температурами,C;F_д- продолжительность отопительного периода, ч;i– теплосодержание пара (принимается 540 ккал/кг).

Подставив числовые значения, получим:

Q_п= (0,5x22x4800x8700) / 1000x540 = 851 т.

Задача 23. Определите потребность участка в сжатом воздухе, если он используется на 12 станках.Cреднечасовой расход сжатого воздуха на одном станке – 10 м. куб. Коэффициент использования станков во времени – 0,8, а по мощности – 0,75. Режим работы оборудования двухсменный. Продолжительность рабочей смены – 8 часов. Число рабочих дней в месяце – 21. Потери времени на плановый ремонт составляют 6 %.

Решение.

Эффективный фонд времени работы оборудования составит:

F_э= 21x8x0,94x2 = 316 часов.

Удельный расход сжатого воздуха всеми станками равен:

d= 12x10 = 120 м. куб. /ч.

Потребность участка в сжатом воздухе за месяц определим по формуле:

, (107)

где 1,5 – коэффициент, учитывающий потери сжатого воздуха;

d– расход сжатого воздуха при непрерывной работе воздухоприемника, м. куб./ ч; К_и- коэффициент использования воздухоприемника;m– число воздухоприемников.

Подставив числовые значения, получим:

Q_в= 1,5x120x0,8x316x0,75 = 34128 м. куб.

Задание 24. Определите расход воды на приготовление охлаждающей эмульсии для металлорежущего инструмента за год по механическому цеху. Вода используется на 35 станках, средний часовой расход на один станок составляет 1,3 л. Средний коэффициент загрузки станков – 0,85. Режим работы цеха двухсменный. Продолжительность рабочей смены – 8 часов. Число рабочих дней в году – 254. Потери времени на плановый ремонт составляют 4 %.

Решение.

Эффективный фонд времени работы оборудования составит:

F_э= 254 x 2 x 8 x 0,96 = 3901 час.

Потребность в воде для приготовления охлаждающей эмульсии определим по формуле:

/1000, (108)

где q_в- часовой расход воды на один станок, л;

Q_вод= 1,3x35x3901x0,85 / 1000 = 151 м. куб.

Задача 25. Годовая программа деталей, обрабатываемых резцами (проходными черновыми)N= 180 тыс. шт. Машинное время обработки одной деталиt_м= 0,2 часа. Величина допустимого стачивания резцаL= 4 мм; величина слоя, снимаемого при каждой заточке,l= 0,4 мм; время работы инструмента между двумя переточкамиt_ст= 2 часа. Число измерений на одну деталь а_в=5; выборочность контроляn_вк= 0,3; коэффициент допустимого износа мерителяV= 0,7; величина допустимого износа скобы а_д= 10 мкм (по ГОСТу); норма стойкости скобы В = 2630; допустимое число ремонтов мерителя до полного износа а_р=2.

Количество режущего инструмента на рабочих местах в цехе Z_рм= 115 шт.; количество режущего инструмента, находящегося в заточке и на восстановленииZ_рз= 70 шт.; количество режущего инструмента, находящегося в инструментально-раздаточных кладовых цехаZ_к= 201 шт. Страховой запас режущего инструмента на центральном инструментальном складе (ЦИС) установлен в размере двухдневного расхода инструмента за период исполнения заказа; период между моментом выдачи заказа и поступлением инструмента на склад Т_о= 10 дней; среднедневной расход инструмента за период исполнения заказаQ_p= 35 шт.; время между двумя поступлениями партий инструмента Т_ц= 20 дней.

Определите: а) потребное число резцов (проходных черновых) из быстрорежущей стали размером 16 x25 мм и мерительных скоб 87^-0,5на годовую программу; б) размер цехового оборотного фонда режущего инструмента; в) нормы запаса режущего инструмента на ЦИС по системе «минимум-максимум».

Решение.

Норму износа резца определим по формуле

= (4/0,4 +1)x2 = 22 часа. (109)

Потребное количество резцов (проходных черновых) на программу рассчитаем по формуле

, (110)

где k_уб- коэффициент преждевременной убыли инструмента (принимаемk_уб= 0,05). Тогда

= 180000x0,2 /22x(1-0,05) = 1723 шт.

Норму износа скобы 87^-0,5определим по формуле

= 0,7x10x2630x2 = 36820 шт. (111)

Потребное число мерительных скоб 87^-0,5на программу рассчитаем по формуле

= 180000x5x0,3 / 36820 (1-0,05) =

= 8 шт. (112)

Размер цехового оборотного фонда режущего инструмента определим по формуле

= 115 + 70+201 = 386 шт. (113)

Минимальная норма запаса режущего инструмента на ЦИС составит

= 2x35 = 70 шт. (114)

Норму запаса режущего инструмента на ЦИС, соответствующую точке заказа, определим по формуле:

= 70 + 10x35 = 420 шт. (115)

Максимальная норма запаса определяется по формуле:

= 70 + 20x35 = 770 шт. (116)

Задача 26. В механообрабатывающем цехе установлено 40 металлорежущих станков. Средняя ремонтная сложность единицы оборудования – 11,3 рем. ед. Нормы времени для выполнения ремонтных работ приведены в табл. 57. Станки средние и легкие. Условия работы оборудования нормальные. Тип производства серийный. Род обрабатываемого материала – конструкционные стали. Нормативное время работы станка в течение межремонтного цикла А = 20000 часов (прослеживается тенденция к снижению нормативного ремонтного цикла). Структура межремонтного цикла установленного оборудования имеет вид

К₁- О₁-Т₁- О₂-Т₂-О₃- С₁- О₄-Т₃- О₅-Т₄- О₆- К₂.

Годовой эффективный фонд времени работы одного ремонтного рабочего – 1835 часов. Годовой эффективный фонд времени работы станка – 2000 часов. Режим работы двухсменный. Нормы обслуживания на одного рабочего в смену по межремонтному обслуживанию составляют: Н^ст_об= 1650 рем. ед.; Н^сл_об= 500 рем. ед.; Н^пр_об= 3000 рем. ед.

Коэффициент, учитывающий расход материала на осмотры и межремонтное обслуживание, = 1,12. Норма расхода материала на один капитальный ремонт оборудования на одну ремонтную единицу составляетH_i = 14 кг конструкционной стали. Коэффициент, характеризующий соотношение нормы расхода материала при среднем и капитальных ремонтах,L=0,6; коэффициент, отражающий соотношение нормы расхода материала при текущем и капитальном ремонтах,B=0,2. Ежегодно капитальному ремонту подвергается 5% оборудования, среднему ремонту – 15% и текущему ремонту – 100 % оборудования.

Определите: а) длительность межремонтного цикла, межремонтного и межосмотрового периодов; б) объем ремонтных и межремонтных работ, численность ремонтных рабочих по видам работ (слесарным, станочным и пр.), если слесари выполняют нормы выработки на 120%, станочники – на 110 %; в) число станков для выполнения станочных работ для ремонта и межремонтного обслуживания оборудования; г) годовую потребность цеха в материалах для ремонтных нужд.

Решение.

Длительность межремонтного цикла для легких и средних металлорежущих станков определим по формуле

, (117)

Таблица 50

Нормы времени для выполнения ремонтных работ на одну

ремонтную единицу технологического оборудования (нормо-часы)

Вид ремонта	Слесарные работы	Станочные работы	Прочие работы	Всего
Осмотр	0,75	0,1	-	0,85
Текущий	4,0	2,0	0,1	6,1
Cредний	16,0	7,0	0,5	23,5
Капитальный	23,0	10,0	2,0	35,0

где А – нормативный ремонтный цикл (как правило, принимается А = 24000), станко-часов;

- коэффициент, учитывающий тип производства (для массового и крупносерийного – 1, для среднесерийного – 1,3, мелкосерийного и единичного – 1,5);- коэффициент, учитывающий свойства обрабатываемого материала (при обработке конструкционных сталей – 1, чугуна и бронзы – 0,8, высокопрочных сталей – 0,7);- коэффициент, учитывающий условия эксплуатации оборудования (при нормальных условиях работы в механических цехах – 1, в запыленных цехах и с повышенной влажностью – 0,7);-коэффициент, отражающий группу станков 9 для легких и средних станков –1).

В нашем примере Т_мцсоставит: Т_мц= 20000x1,3x1x1x1 = 26000 часов.

При двухсменном режиме работы оборудования: Т_мц= 26000/2000x2 = 6,5 лет, или 78 месяцев.

Длительность межремонтного периода рассчитаем по формуле:

, (118)

где П_си П_т- число средних и текущих ремонтов в течение межремонтного цикла соответственно.

t_мр= 78/ (1+4+1) = 13 месяцев.

Длительность межосмотрового периода определим по формуле

, (119)

где П_о- число осмотров в течение межремонтного цикла;

= 78 / (1+4+6+1) = 6,5 месяцев.

Общий годовой объем ремонтных работ определим по формуле:

, (120)

где Т_к, Т_с, Т_т, Т_о- суммарная трудоемкость ремонтных работ, соответственно капитального, среднего, текущего ремонтов и осмотров на единицу ремонтной сложности, нормо-часов;R_i- количество единиц ремонтной сложностиi-й единицы оборудования (механической части), рем. ед,; Сⁱ_пр- число единиц оборудованияi-го наименования, шт.

Подставив данные из табл.50, получим общую трудоемкость ремонтных работ (допускаем, что их общий объем распределяется равномерно по годам в течение всего межремонтного цикла):

Т^общ_рем= (35x1 +23,5x1 + 6,1x4 + 0,85x6) / 6,5x11,3x40 = 6102 часов.

По этой же формуле рассчитаем трудоемкость по видам работ. По слесарным работам расчет будет таким:

Т_рем^сл= 23x1 + 16x1 + 4x4 + 0,75x6 / 6,5x11,3x40 = 4136 часов;

По станочным работам:

Т_рем^ст= 10x1 + 7x1 + 2x4 + 0,1x6 / 6,5x11,3x40 = 1763 часа.

По прочим работам:

Т_рем^пр= 2x1 + 0,5x1 + 0,1x4 / 6,5x11,3x40 = 203 часа.

Годовой объем работ по межремонтному обслуживанию определим по формуле:

, (121)

где F_э- годовой эффективный фонд времени одного ремонтного рабочего, час; К_см- число смен работы обслуживающего оборудования; Н_об- норма обслуживания ремонтных единиц при выполнении станочных (Н_об^ст), слесарных (Н_об^сл), прочих (Н_об^пр) работ на одного рабочего в смену.

Определим среднегодовую трудоемкость работ по межремонтному обслуживанию и видам работ. По слесарным работам выполняется расчет:

Т_об^сл= 1835x2 / 500x11,3x40 = 3318 часов.

По станочным работам:

Т_об^сл= 1835x2 / 1650x11,3x40 = 1003 часа.

По прочим работам:

Т_об^пр= 1835x2 / 3000x11,3x40 = 552 часа.

Общий годовой объем работ по межремонтному обслуживанию составит:

= 3318 + 1003 + 552 = 4873 часа.

Численность рабочих, необходимых для ремонта оборудования, определим по формуле:

, (122)

где К_в- коэффициент выполнения норм времени.

Число слесарей для ремонта равно: Р_сл= 4136/1835x1,2 = 1,9 (2 чел.). Число станочников составит: Р_ст= 1763/1835x1,1 = 0,9 (1 чел.). Число прочих рабочих: Р_пр= 203/1835x1 = 0,1 (0 чел.). Общее число ремонтных рабочих, необходимых для ремонта оборудования составит:

= 2 + 1+ 0 = 3 чел.

Численность рабочих, необходимых для межремонтного обслуживания, определим аналогично. Число слесарей для межремонтного обслуживания равно: = 3318/1835x1,2 = 1,5 (2 чел.). Число станочников составит:= 1003/1835x1,1 = 0,5 (1 чел. на 0,5cтавки). Число прочих рабочих:= 552/1835x1 = 0,3 (0 чел.). У слесарей имеется резерв времени, поэтому они смогут совмещать профессии, выполняя прочие работы.

Общее число рабочих, необходимых для обслуживания оборудования, составит:

= 2 + 0,5 + 0 = 2,5 (3 чел.).

Число станков, необходимых для выполнения станочных работ для ремонта и межремонтного обслуживания, определим по формуле:

, (123)

где F_э- годовой эффективный фонд времени одного станка в одну смену, ч.

= (1763 + 1003)/2000 x 2 x 1,1 = 0,6 (1станок).

Потребность цеха в материалах для ремонтных нужд рассчитывается по формуле:

, (124)

где - сумма ремонтных единиц агрегатов, подвергаемых в течение года соответственно капитальному, среднему и текущему ремонтам.

При ежегодном капитальном ремонте 5% станков показатель составит: = 0,05x11,3x40 = 22,6 рем. ед.

При ежегодном среднем ремонте 15% станков показатель = 0,15x11,3x40 = 67,8 рем. ед.

При ежегодном текущем ремонте 100 % станков показатель = 1x11,3x40 = 452 рем. ед.

Подставив соответствующие данные в формулу, получим величину потребности цеха в материалах для ремонтных нужд:

Q= 1,12x14 x (22,6 + 0,6 x 67,8 + 0,2x452) = 2410 кг.

Аналогично рассчитывается потребность в других материалах.