Проектирование машиностроительного производства

Присваиваем аргументу значения ny
=1, 2, 3, 5, 7, 9 100.

Тогда j будет принимать значения:

График на рис.4.1 показывает, что зависимость роста производительности j от числа участков имеет асимптотический характер, добавление каждого нового накопителя дает все меньший прирост производительности.

Б
) Анализ роста стоимости машин при делении её на участки.

Рост стоимости АЛ при делении её на участки приблизительно пропорционален числу участков. Если стоимость станков одной позиции в среднем К1
, то суммарная стоимость линии с жёсткой связью

К=К1
×q. При делении АЛ на участки (максимально можно встроить (ny
-1) накопителей) дополнительная стоимость будет равна:

К1
×a×(ny
-1),

где a - отношение средней стоимости накопителя к средней стоимости одного станка;

К1
×a - средняя стоимость накопителя.

Тогда формула показывает, что эта зависимость носит линейный характер. Построим график для значения (построить самостоятельно).

В
) Рост количества обслуживающих рабочих при делении АЛ на участки.

Этот рост наблюдается при введении не только механизированных, но и автоматических накопителей, т.к. они имеют отказы в работе, требуют наладки и обслуживания.

В линиях с жесткой межагрегатной связью число наладчиков равно:

,

где Zнал.1
– норма обслуживания (число станков, обслуживаемых одним рабочим).

При делении линии на участки к наладчикам добавляется ещё человек в смену,

где Zнал.2
– число накопителей, обслуживаемых по норме одним рабочим.

Тогда коэффициент сокращения затрат ручного труда (e<1):

Удобнее пользоваться величиной 1/e (коэффициент роста фонда зарплаты):

.

Новый фонд зарплаты (З'п
) для линии, разделенной на участки:

.

Рост зарплаты обслуживающих рабочих (1/e) также пропорционален числу участков, на которые разделена линия. Построим график зависимости 1/e от ny
(для произвольных констант Зп
, Zнал.1,
Zнал.2
).

Как видим из графика 4.1 выигрыш в производительности j при делении на участки имеет убывающий характер, а проигрыш в стоимости (а следовательно и в ремонтных затратах) и в зарплате обслуживающих рабочих меняется пропорционально. Это показывает на конфликтность задачи и наличие экстремальных решений.

Подставляя значения j, s и 1/e в формулу (4.4), получим:

Составим график зависимости экономического эффекта Э от числа участков ny
. (рис.4.2);

наибольший эффект деления на участки достигается при ny
=2¸3. При дальнейшем увеличении числа участков экономические показатели такой сложной системы могут оказаться ниже, чем у линии с жёсткой связью (при ny
>nmax
, Э=0). Математически оптимальное число участков можно получить, взяв производную и приравняв её к нулю . Выполнив необходимые преобразования получим для автоматических накопителей, которые практически не требуют увеличения обслуживающего персонала (Zнал.2
=¥), но имеют значительную стоимость (которая иногда в 2- 3 раза превышает стоимость одного станка) формулу :

(4.5)

Аналогично, если система делится на ряд независимых автоматических линий, между которыми располагаются механизированные накопители с ручным обслуживанием, стоимостью которых можно пренебречь (a=0),

.

Рассмотренные методы и полученные зависимости позволяют помимо конкретных расчетов производить инженерные обобщения, оценивать типовые структурные характеристики линий различных типов, решать задачи комплексной оптимизации при проектировании.

4
. Определение экономически оптимальных вариантов из числа множества технически возможных, т.е. комплексная оптимизация проектных решений.

Задачи решаются либо как граничные (Э=Э min
=0), либо как экстремальные (Э=Эmax
), при необходимости основное уравнение экономико-математической модели автомата или автоматических систем машин "реверсируют", т.е. значение Э=0 или Э=Эmax
ставят аргументом, а искомые характеристики – функцией.

Итак
, научной основой автоматизации производственных процессов является теория производительности машин и труда, которая не только позволяет решать практические задачи расчета и проектирования автоматического оборудования, но и проблемные вопросы анализа и оценки путей автоматизации, выбора наиболее перспективных её направлений.

Математическую основу теории производительности
составляют уравнения, связывающие показатели производительности машин и производительности труда с технологическими, конструктивными, структурными, стоимостными и другими показателями оборудования.

Тем самым методы теории производительности позволяют не только подсчитывать количественно производительность машин или экономическую эффективность их внедрения, но и анализировать различные возможные варианты автоматизированного оборудования и систем машин, выбрать такие параметры проектируемых машин, которые являются оптимальными и обеспечивают максимальную производительность или наибольший экономический эффект.