Лекция 4. «Производительность автоматических линий

Лекция 4. «Производительность автоматических линий»
Перечень вопросов
1.Виды производительности автоматических линий
2.Циклограммирование как способ поиска резервов повышения
производительности
3.Производительность линий при различной степени дифференциации и
концентрации операций
Вопрос 1. «Виды производительности автоматических линий»
Согласно основным положениям теории производительности
производительным является только то время, которое затрачивается на
непосредственное технологическое воздействие, т.е. время рабочих ходов.
Производительность автоматических линий, как и любых рабочих
машин, определяется количеством годной продукции, выдаваемой в
единицу времени. Различают технологическую, цикловую, техническую и
фактическую производительность автоматических линий.
1.1. «Технологическая производительность»
Технологическая производительность- это величина обратная
времени, затрачиваемому технологическим оборудованием на выполнение
рабочих ходов. К=1/tp.
Для автоматов и автоматических линий непрерывного действия
технологическая производительность означает количество деталей,
обрабатываемых в единицу времени при условии бесперебойной работы,
т.е. при полном использовании возможностей технологического процесса.
1.2. «Цикловая производительность»
Однако при проектировании линий конструктивно не удается
полностью совместить холостые ходы с обработкой. В результате в
технологическом процессе появляются паузы для зажима и разжима
заготовок, загрузки и выгрузки деталей и других операций холостого хода.
Длительность рабочего цикла линии увеличивается: Т= tp+tx.. Длительность
рабочего цикла определяет цикловую производительность автоматической
линии Qц= 1/T.
Цикловая производительность характеризует возможность выпуска
продукции на линии при реальном ее конструктивном воплощении и
условии бесперебойной работы.
Для большинства автоматических линий длительность рабочего
цикла и его элементов остается неизменной в процессе работы машины,
поэтому технологическая и цикловая производительности являются
постоянными величинами.
1.3. «Техническая производительность»
Цикловая производительность автоматической линии вычисляется из
условия, что линия работает непрерывно без неполадок и остановов. В
реальных условиях периоды бесперебойной работы чередуются с
простоями. Все простои подразделяются на собственные, связанные с
режимом работы линии и организационно-технические.
Техническая производительность QT линии или любой другой
реальной машины при условии обеспечения ее всем необходимым
учитывает лишь собственные потери (простои по инструменту и
оборудованию, уборка станка, наладочный брак).
1.4. «Фактическая производительность»
Фактическая производительность Q – это производительность
реальной машины в реальных условиях эксплуатации с учетом всех видов
потерь. Поиск резервов повышения цикловой производительности
автоматического
оборудования
можно
вести
используя
циклограммирование.
Вопрос 2 «Циклограммирование как способ поиска резервов повышения
производительнойти »
Для построения циклограммы работы автоматизированного
оборудования необходимо пронормировать все операции (переходы) ТП и
определить для каждой операции (перехода) основное время Т0,
вспомогательное время Тв, величину собственных вне-цикловых потерь
времени Z Tei при работе автоматизированного оборудования. Результаты
нормирования сводят в таблицу, оформленную по форме табл. 1.
Циклограмму работы составляют для каждой единицы автоматизированного оборудования и показывают на ней степень загруженности
оборудования полезной работой во времени. С помощью циклограммы
выявляют лимитирующую позицию. Время перемещения отдельных узлов
и механизмов автоматизированного оборудования указывают на
циклограмме в определенном масштабе прямоугольниками одинаковой
высоты.
При разработке циклограммы необходимо, по возможности,
уменьшать время цикла за счет совмещения во времени и сокращения
продолжительности активных перемещений путем увеличения скоростей
перемещения рабочих органов станка, например, силовых головок,
сокращения длин ходов и числа активных перемещений. К активным перемещениям относятся: быстрый подвод и отвод и рабочая подача рабочих
органов станка, установка, зажим, разжим и снятие объектов производства,
перемещения объектов производства между позициями или станциями
автоматизированного оборудования.
Желательно, чтобы в циклограмме имелся некоторый запас времени между
окончанием совмещенных (происходящих одновременно с активными) и
активных движений в цикле. Такой запас - резерв позволяет
компенсировать небольшие перерывы в работе какого-либо механизма без
увеличения времени цикла.
Пример фрагмента циклограммы АЛ приведен ниже на рисунке.
Вопрос 3 «Производительность линий
дифференциации и концентрации операций»
при
различной
степени
Обычно задачи расчета и проектирования автоматов и автоматических
линий являются многовариантными. Задание на создание линии содержит
минимальное количество исходных данных: обрабатываемое изделие со всеми
техническими требованиями к нему и требуемый выпуск изделии.
Исходными параметрами при проектировании являются:
а). принятые методы и маршрут обработки;
б). требуемая производительность, которая часто задается в некотором
диапазоне.
Этим условиям соответствует, как правило, большое количество
различных конструктивно-технологических вариантов построения автоматической линии, которые могут отличаться технологическими ре-
жимами, числом рабочих позиций, параллельных потоков обработки,
участков-секций, типом накопителей, количеством обслуживающих рабочихналадчиков, степенью унификации типовых механизмов и их компоновкой.
Каждому технически возможному сочетанию этих параметров соответствуют различные величины производительности линии, ее стоимости,
себестоимости выпускаемой продукции и т. д.
Производительность является важнейшим фактором, определяющим
эффективность того или иного возможного варианта автоматической линии.
Поэтому одной из важнейших задач теории автоматических линий является
разработка математических уравнений, связывающих технологические,
конструктивные, структурные, эксплуатационные параметры автоматических
линий с показателями их производительности.
При сравнительном анализе технических вариантов должны учитываться
только собственные потери, в первую очередь по инструменту ∑С, и
оборудованию te. Тогда, подставляя в формулу (3) значения ∑ tc,
получаем:
1. Время рабочих ходов tр цикла тем меньше, чем большее число
частей дифференцирован технологический процеcc Если общая
длительность последовательно выполняемых основ: (несовмещенных)
операций обработки изделия tро, то при равномерной дифференциации
время обработки на каждой позиции
При неравномерной дифференциации время рабочего хода на линии
равно времени самой продолжительной операции обработки
2. Время
холостых
ходов
tх
цикла,
как
правило,
от
количества рабочих позиций не зависит. Так, в линиях из агрегатных
станков холостые ходы цикла включают в себя время меж
станочного транспортирования изделий, их зажима и разжима на
рабочих позициях, быстрого подвода и отвода силовых головок. Все
они зависят только от величин холостых перемещений и их скорости,
а не от продолжительности обработки. Полому при расчетах можно
принимать tх — const.
3.Внецикловые
потери
по
инструменту
∑Сг
также от степени дифференциации и концентрации операций не зави
сят. Для полной обработки изделий любая технологическая система,
выполняющая этот технологический процесс, должна иметь полный
комплект инструмента для всех основных и совмещенных операций.
Дифференциация технологического процесса на части означает лишь
рассредоточение комплекта по позициям. При любом варианте диф
ференциации в случае идентичности методов, маршрута и режимов
обработки стойкость инструментов, время их замены, участие каж
дого вида инструмента в обработке одного изделия есть величины по
стоянные. Между тем по определению
Ct — внецикловые потери /-го инструмента; at — время участия /-го
инструмента в обработке одного изделия; tt — время замены /-го
инструмента; Tt — стойкость t-го инструмента.
Так как в линии е жесткой связью любой отказ инструмента вызывает
простой всей линии независимо от расположения инструментов,
суммарные потери по инструменту ∑Сг (простои линии по инструменту),
приходящиеся на одно изделие:
п — число инструментов в комплекте.
От числа рабочих позиций суммарные потери по инструменту не зависят
∑Сi = const и являются лишь функцией параметров технологического
процесса.
4. Внецикловые потери по оборудованию te функционально зависят от
числа позиций q, так как с ростом числа позиций общее количество
одноименных механизмов и устройств в линии увеличивается. Каждая
рабочая позиция имеет обычно полный необходимый комплект
механизмов и устройств. Такими устройствами, например, в линиях из
агрегатных станков являются агрегатные силовые головки и
приспособления для зажима и фиксации изделий при обработке. Если
обозначить внецикловые потери одного позиционного комплекта
механизмов teit то потери по оборудованию всей линии
Такая зависимость справедлива для любой линии с жесткой связью, так
как отказ любого механизма или устройства приводит к простою всей
линии. В простейшем случае, когда потери всех позиций равновелики,
суммарные потери по оборудованию
Подставляя все функциональные выражения в общую формулу
производительности, получаем функциональную зависимость технической
производительности однопоточных линий с жесткой связью от числа
рабочих позиций:
Как видно, в соответствии с общей методикой производительное^ линии
функционально выражается через варьируемый параметр <; и
показатели, которые для данной совокупности условий являются условно
постоянными (tр0, ∑Ct, tel).
При простейшем варианте дифференциации и концентрации операций,
когда в каждой позиции выполняется одна из 5 основных и все
совмещенные с ней операции, число позиций равно минимально возможному (q = <qmin = S), а производительность линии
Рассчитываемые значения Q относятся к категории ожидаемой,
прогнозируемой производительности так как она характеризует
различные возможные варианты проектируемых линий.
Выводы: Таким образом, при оценке работы автмоатической линии
существует четыре вида производительности в зависимости от того,
какое время учитывается при расчете: технологическая, цикловая,
техническая и фактическая.
Циклограммировани позволяет отыскать резервы повышения
производительности на основе анализа циклов работы всех систем и
устройств автоматической линии.
Производительность является важнейшим фактором, определяющим
эффективность того или иного возможного варианта автоматической линии.
Поэтому одной из важнейших задач теории автоматических линий является
разработка математических уравнений, связывающих технологические,
конструктивные, структурные, эксплуатационные параметры автоматических
линий с показателями их производительности.
Вопросы для самопроверки:
1.Перечисмлите виды производительности автоматической линии.
2.Как ведется циклограммировани работы автоматической линии?
3.Назовите вид потерь, учитываемый при сравнительном анализе технических
вариантов.