Действительные фонды времени работы оборудования

Для определения планируемого действительного фонда времени ра­бочих Ф _д из расчетного номинального фонда времени рабочих исклю­чаются потери рабочего времени (планируемые) на очередные отпуска, болезни и выполнение общественных обязанностей.

При поточной форме организации производства первичным струк­турным звеном является поточная линия изготовления деталей или сборки изделий. Основными параметрами поточной линии служат такт работы линии, характеризующий ее производительность, и коэффици­ент загрузки установленного в ней оборудования. Следует отличать такт работы поточной линии от такта работы производства, вер­нее, от такта работы по заданию.

Тактом работы по заданию называется расчетное время выпуска в минутах, определяемое как отношение действительного фонда времени работы оборудования (в часах в год)Ф_д к заданной программе выпуска N: t = 60Ф_д/ N.

Такт работы поточной линии зависит от времени выполнения определяющей операции на линии, т.е. t_л = (t_ш /S)max, где t_ш - штучное время, S - число станков на операции.

Производительность линии Q_л в час является величиной, об­ратной t_л: Q _л = 60/t_л.

При числе станков, установленных в линии, (П_л), средний коэффициент загрузки оборудования линии k _з = å t _ш /П_лt.

Максимально возможная синхронизация операций и высокая равномерная загрузка станков в поточной линии всегда желательны, но эти требования не должны ограничивать применение высокопроизводительного оборудования, обеспечивающего более высокое качество и более низкую себестоимость изготовления детали. При выборе станков для поточной линии обработки за основу следует брать минимальные тру­доемкость и себестоимость изготовления детали при минимальном зна­чении всех приведенных затрат, учитывающих и начальную стоимость оборудования.

Производительность поточной линии определяется временем вы­полнения самой длительной операции, т.е. "узким местом" линии.

Производительность проектируемой поточной линии может быть повышена путем интенсификации режимов обработки на "узких местах", совмещением во времени отдельных переходов обработки, механиза­цией вспомогательных приемов и другими мерами, направленными на сокращение времени выполнения операций повышенной длительности и приближение его к такту, требуемому программой выпуска. К этим ме­рам относятся следующие:

- замена запроектированного оборудования, не укладывающегося в такт, более производительным;

- повышение режимов обработки на запроектированном оборудова­нии путем изменения материала режущего инструмента или применения режима наибольшей производительности вместо режима наибольшей эко­номичности;

- использование быстродействующих зажимных приспособлений, ав­томатизация установки, закрепления и снятия деталей со станка;

- автоматизация контроля и подналадки, введение принудительной смены инструмента и т.п.

При значительных расхождениях длительности операций в линии на операциях повышенной длительности устанавливают станки-дублеры.

Если операция может быть выполненаза время, несколько мень­шее такта работы линии, то целесообразно соответственно снизить режим обработки, чтобы сократить расход инструмента и потери вре­мени на его замену после затупления.

Высшей формой организации поточного производства является ав­томатическая линия. Выполнение всех технологических и вспомога­тельных переходов на каждой позиции линии, включая установку, за­крепление и открепление деталей, и их транспортировку с позиции на позицию, синхронизировано и автоматизировано (выполняется без учас­тия операторов). Работа операторов сводится к загрузке и разгруз­ке линии на первой и конечной позициях (если не предусмотрена их автоматизация при помощи автооператоров и накопителей), наблюде­нию за работой механизмов линии, подналадке и смене режущих ин­струментов через определенные (заранее заданные) промежутки вре­мени.

Наиболее распространенным видом поточных линий являются одно-номенклатурные линии, предназначенные для обработки одной детали или сборки изделий одного типоразмера. В этом случае легко распо­ложить оборудование линии в полном соответствии с последователь­ностью выполнения всех операций технологического процесса, наилуч­шим образом специализировать рабочие места для выполнения закреп­ленных за ними операций и организовать наиболее рациональную межоперационную транспортировку обрабатываемых в линии деталей между рабочими местами.

Схемы работы поточных линий с разной степенью синхронизации операций приведены на рис.1.

Рис.1. Схемы работы поточных линий

В поточной линии а время выполнения каждой операции t одинаково и равно такту работы линии:

t = t_л = t ₁ = t ₂ = t ₃ = t ₄ = t ₅ = 2 мин.

Такая линия может работать непрерывным потоком с минимальны­ми заделами между операциями или группами операций, необхо­димыми для предупреждения простоев станков последующих опера­ций, а также их неплановой остановки по различным органи­зационно-техническим причинам.

Производительность этой линии Q _{. л} = 60/t_л = 60/2 = 30ч ^{- 1}.

Станки в линии загружены равномерно, средний коэффициент загрузки станков в линии k _з = (å t /П_лt_л) 100 = (5×2/ 5×2) 100 = 100%.

В проточной линии d время выполнения операций не синхронизи­ровано, такт работы линии, лимитирующий ее пропускную способность, определяется временем выполнения 4-й операции: t_л = t ₄ = 6 мин.

Производительность этой линии Q_л = 60/t_л = 60/6 = 10 ч ^–1.

Станки, установленные в линии, работают с неравномерной загрузкой, причем станки 1-й и 2-й операций наименее загружены. Средний коэффициент загрузки станков в линии

k _з = (å t /П_лt_л) 100 = (17/ 5×6) 100 = 56,7%.

Перед 3-й и 4-й операциями, имеющими пропускную способность ниже предыдущих операций, при непрерывной работе всех станков образуются заделы деталей, ожидающих обработки; станки 1-й и 2-й операций должны останавливаться, и непрерывность потока на этих операциях нарушается.

Анализ условий работы линии показывает, что при расшивке "уз­кого места" на 4-й операции, например, установкой второго станка, производительность всей линии может быть повышена. Указанный спо­соб увеличения производительности линии применяют в том случае, если этого требует программа производства. Обычно при неравномер­ной загрузке станков в поточной линии применяют многостаночное об­служивание.

В поточной линии b на 4-й операции установлен станок-дублер, при этом производительность лимитируется 5-й операцией: t_л = t ₅ =5 мин.

Соответственно пропускная способность линии Q_л= 60/t_л=60/4=15 ч^-1, средний коэффициент загрузки оборудования повысится до

k _з=(åt/П_лt_л) 100=(17/ 6×4) 100=70,8 %.

При непрерывной работе всех станков непрерывность потока также будет нарушаться дважды: перед 3-й и 5-й операциями, где будут скапливаться заделы.

Дальнейшее совершенствование работы линии может быть достиг­нуто путем увеличения производительностина 5-й операции. Если, проведя технологические мероприятия, довести время выполнения этой операции до t₅ = 3 мин, что учтено в линии r, то производитель­ность повысится до Q_л = 60 /t _{ш max}= 60/3 = 20 ч^-1 и средний коэф­фициент загрузки оборудования в линии достигает

k _з=(å t /П_лt_л) 100=(16/6×3) 100=88,8%.

Непрерывность потока будет нарушаться только один раз: между 2-й и 3-й операциями вследствие искусственного роста межоперационного задела при непрерывной работе всех станков.

Количество оборудования зависит также от станкоемкости обра­ботки.

Станкоемкость представляет собой время, затрачиваемое стан­ком (или станками) для выполнения данной операции или всех машин­ных операций при изготовлении детали, узла или изделия в целом (встанко-часах или станко-минутах). Знание станкоемкости необхо­димо для определения количества оборудования, требующегося в каж­дом отдельном случае для выполнения каждой операции при детальном способе проектирования технологического процесса.

Станкоемкость операции t _с равна штучному времени t _ш, пред­ставляющему собой сумму: t_с= t _ш = t _м + t _в +t _тех +t _орг +t _ф.

Рассмотрим слагаемые штучного времени.

Машинное (основное) время t _м определяют по универсальной фор­муле (более точные формулы расчета машинного времени применитель­но к отдельным видам обработки указаны в соответствующих руковод­ствах): t _м= Li /(ns), где L - размер обрабатываемой на данной операции поверхности, включая переходы инструмента с рабо­чей подачей, мм; I - число проходов; n - число оборотов (ходов) инструмента или обрабатываемой детали в минуту; S - подача на один оборот или двойной ход, мм.

Слагаемое t _в характеризует затраты времени на вспомогатель­ные приемы (эти затраты времени не входят в машинное время). К вспомогательным приемам относится установка, закрепление и снятие де­тали, а также очистка базовых поверхностей и инструмента от струж­ки, подвод и отвод инструмента, переключение скоростей и подач, пуск и остановка станка, измерения детали, не совмещенные с други­ми действиями, индексации на позициях обработки агрегатных стан­ков и т.п. (независимо, выполняются эти приемы автоматически или вручную). К вспомогательному времени относится также время, необхо­димое для фиксации спутника или детали в автоматических линиях и перемещения их с позиции на позицию.

Слагаемое t _тех характеризует потери времени (отнесенные к од­ной детали) на подналадку инструмента и смену его при затуплении, восстановление работоспособности в результате случайных отказов данного оборудования и оснастки.

Время t _орг включает потери (отнесенные к одной детали) на очистку станка, остановки в работе для его смазки, ожидание рабо­чего в связи с многостаночным обслуживанием и т.п.

Время t _ф учитывает потери (отнесенные к одной детали), свя­занные с естественными надобностями рабочего, включая снижение производительности вследствие утомляемости.

Три последних вида потерь времени часто объединяют и выража­ют их в процентах от оперативного времени t _оп = t _м +t _в посред­ством коэффициента а, принимаемого равным 6 – 10% в зависимос­ти от сложности оборудования и содержания работы (для автоматичес­ких линий до 18 %). Тогда
t _ш = t _оп(1+ а /100).

Расчетное количество станков, требуемое для выполнения дан­ной операции S _расч находят как отношение станкоемкости операции t _шк такту t выпуска, округляемого до целого большего числа:

S_расч = t _ш/ t.

Проектный коэффициент загрузки каждого станка k _з в соответ­ствии с определением ГОСТ 14.004-74 равен отношению проектируемо­го фактического времени работы станка для выполнения данной опера­ции t _ш к эффективному фонду времени, планируемому для ее выполнения, t S _расч:

k _з= t _ш/(t S _расч).

Согласно ГОСТ 14.004-74 эффективный фонд производственного времени оборудования представляет собой суммарное время эксплуата­ции технологического оборудования в течение планируемого интерва­ла времени, определяемое расчетом для принятых условий эксплуата­ции и затрат времени на ремонт.

В приведенном расчете количества оборудования учтены только потери времени на ремонт, техническое и организационное обслужива­ние, естественные надобности и отдых рабочего, входящие в штучноевремя выполнения операции на данном станке. Этот расчет не учиты­вает фактических дополнительных наложенных потерь, связанных с ра­ботой смежного оборудования и различными внешними условиями, что особенно важно при расчете количества оборудования, устанавливае­мого в поточных линиях.

Наложенные потери происходят по следующим причинам:

перебой в снабжении поточных линий станков основными и вспомогательными материалами, заготовками и полуфабрикатами; внезапная остановка оборудования на линии (оснастки, средств механизации, транспортировки заготовок, контрольно-измерительных устройств);

- остановка оборудования из-за появления брака на линии;

- остановка оборудования или работа его с низкой производитель­ностью при запуске очередных партий деталей в производство;

- простой и малопроизводительная работа оборудования из-за вре­менного отсутствия требуемого числа рабочих;

- простой оборудования из-за отсутствия тары, перебоев в водо-и энергоснабжении;

- остановка по другим организационно-техническим причинам, свя­занным с данным оборудованием.

Поскольку эти дополнительные потери не учитываются при опре­делении коэффициента загрузки k _з, необходимо снижать допускае­мую проектную загрузку станков путем введения в расчет принимаемо­го количества оборудования S _пр дополнительного коэффициента использования k _и, который учитывает наложенные потери. Тогда принимаемое в проекте количество оборудования на операцию S _пр =S _расч /k _иили k _и = S _расч /S _пр.

Согласно ГОСТ 14.004-74 коэффициент использования оборудова­ния представляет собой отношение расчетного числа единиц техноло­гического оборудования, необходимого для обеспечения программы вы­пуска изделий, к фактическому.

В тех случаях, когда коэффициент загрузки k _з меньше значений, допускаемых табл.4, коэффициент использования k _ив расчет прини­маемого количества оборудования не вводят, и в проекте принимают расчетное количество оборудования.

Таблица 4