Файл: Волчкевич, Л. И. Автооператоры.pdf

пени зависят от уровня надежности линий в работе: чем выше интенсивность отказов и длительность их устранения, тем выше простои линии и трудоемкость обслуживания, ниже производи­ тельность и больше необходимое количество рабочих-наладчиков.

Для расчета допустимых показателей надежности необходимо знать взаимосвязь показателей надежности линии с функцией ее производительности и экономической эффективности. Схема мате­ матической модели взаимосвязи показателей надежности автомати-

Рис. 15. Схема математической модели взаимосвязи пока­ зателей надежности автоматической линии с ее целевой функцией — производительностью и экономической эффек­ тивностью

ческой линии и ее элементов с целевой функцией системы — произ­

дельных элементов автоматической линии, в том числе автоопе­ раторов и других механизмов транспортно-загрузочной системы, определяют комплексный показатель надежности — внецикловые потери В[ данного вида. Сумма внецикловых потерь всех механиз­ мов и устройств определяет показатели надежности подсистем-

станков, встроенных в линию, и транспортной системы (^ jß и т)ис). Показатели надежности всех подсистем, а также структурные характеристики линии: количество станков q и участков пу, на

3 9

которое разделена линия, величина межучасткового наложения потерь А формируют величину коэффициента технического исполь­ зования автоматической линии г|а л.

Производительность автоматической линии Q зависит от дли­ тельности рабочего цикла Т и коэффициента использования ли­ нии, а экономическая эффективность (например, приведенные затраты Сп) зависит от производительности линии (следовательно, и надежности в работе), стоимости К и количества обслуживающих рабочих Z.

Эта математическая модель реализуется с помощью системы уравнений, где выходной параметр одного уравнения является входным параметром другого (на рис. 15 отмечено стрелками).

Допустимые показатели надежности (со(-, ѲСР(.) рассчитываются

исходя из требуемых технико-экономических показателей, для чего необходимо уравнения, составляющие математическую модель, решить последовательно в обратном порядке (на рис. 15 в направ­ лении, обратном стрелкам). При этом необходимо исходить из оптимизированных показателей количества обслуживающих ра­ бочих (ZonT) и структурных характеристик линии (пУопт), что также решается по критерию оптимальной надежности и входит в математическую модель.

Расчеты, выполненные по типовым параметрам автоматических линий токарной обработки подшипниковых колец, показывают, что если линии работают с коэффициентами технического исполь­ зования г]тех = 0,85н-0,90, они, как правило, экономически эффек­ тивны. Однако, если автоматическая линия с теми же технологи­ ческими, конструктивными и стоимостными показателями будет иметь низкую надежность работы (гітех = 0,60н-0,70), автомати­ зация будет убыточной. Следовательно, требования к показателям надежности автоматических линий должны назначаться, исходя из обеспечения требуемых технико-экономических показателей: заданной производственной программы, планируемых темпов роста производительности труда, годового экономического эффекта, нормативных коэффициентов эффективности капиталовложений и т. д. Если, например, для эффективности капиталовложений не менее Еп = 12% годовых линия должна работать с коэффи­ циентом технического использования не ниже 0,83, фактическая величина коэффициента технического использования должна на­ ходиться в пределах 0,83 < г|а л < 1,0. Величина йа. лт1п = = 0,83 в данном случае означает минимально допустимый требуе­ мый уровень эксплуатационной надежности линии.

Таким образом, расчет требований к надежности автомати­ ческих линий сводится к определению предельно допустимых значений показателей надежности (минимально допустимые коэффициент технического использования и интенсивность отка­ зов, максимально допустимая длительность простоев и т. д.) и зоны допустимых значений фактических показателей.

4 0

В качестве примера на рис. 16 приведена типовая диаграмма зависимости сроков окупаемости на создание автоматических ли­ ний с гибкой связью от уровня надежности встраиваемых станков после их автоматизации (г]а л) и затрат на автоматизацию (а). Чем ниже коэффициент технического использования, тем больше сроки окупаемости капиталовложений, которые при низком уровне надежности оказываются выше нормативных. Так, если дополни­ тельные затраты составляют 15% стоимости основного оборудова­ ния (а = 1,15) и нормативные сроки окупаемости п = 5 лет, то, для того чтобы линия была эффективной, коэффициент ее технического исполь­

Требования к надежности стан­ ков транспортно-загрузочных систем, механизмов и устройств, из которых компонуются линии, должны на­ значаться исходя из обеспечения требуемого уровня надежности ли­ ний в целом, с учетом ее конструк­ тивных и структурных характери­ стик.

Как было показано выше, различ­ ные элементы транспортно-загрузоч­ ных систем автоматических линий обработки тел вращения неодинаково влияют на показатели надежности линии в целом и ее эффективность. Отказы транспортеров-распределите-

лей, подъемников, отводных транспортеров и т. д., как правило, не приводят к отказам всей системы, т. е. простоям станков, поэтому уровень надежности этих устройств влияет практически только на количество обслуживающих рабочих: наладчиков, ремонтни­ ков, электриков и др.

Отказы в работе автооператоров вызывают безусловные отказы и простои технологического оборудования, встроенного в линию, т. е. влияют не только на количество обслуживающих рабочих, но и на производительность линии, а следовательно, влекут за собой более значительные экономические убытки. Поэтому тре­ бования к надежности (допустимые показатели надежности) элементов транспортно-загрузочных систем автоматических ли­ ний обработки тел вращения целесообразно рассчитывать по двум вариантам.

41

Требования к надежности механизмов межстаночного транс­ портирования (подъемников, транспортеров, лотков и др.) сле­ дует рассчитывать, исходя из стоимости транспортной системы, сокращения количества обслуживающих рабочих и т. д., при усло­ вии, что затраты на создание транспортной системы при допусти­ мом уровне ее надежности будут экономически эффективны.

Требования к надежности механизмов автоматической загрузкивыгрузки автооператоров следует рассчитывать, исходя из задан­ ной технико-экономической эффективности линии в целом,

Рис. 17. Блок-схема расчета допустимых показателей надежности авто­ матических линий и их элементов

фиксированной стоимости технологического оборудования и транс­ портно-загрузочной системы, изменения производительности и количества обслуживающих рабочих. Такой расчет является более сложным и включает следующие последовательные этапы (рис. 17):

1) исходя из заданных технико-экономических показателей (нормативные сроки окупаемости и эффективность капиталовло­ жений, положительный годовой экономический эффект и др.), рассчитывают требования к надежности автоматической линии в целом (минимально допустимое значение коэффициента техни­ ческого использования т]а , при котором эти показатели будут

обеспечены на «пределе»); 2) исходя из дадаиных требований к надежности линии в целом

(Ла.л^п) с учетом структурной схемы линии (количества станков,

участков, типа межагрегатной связи и т. д.), рассчитывают тре­ бования к надежности отдельных автоматов, встроенных в линию

(минимально допустимое значение коэффициента технического

42

(Листщ или S ^nmax)’ Рассчитываются требования к надежности отдельных механизмов и устройств станка — в том числе автоопе­ ратора (максимально допустимые внецикловые потери £Птах или

минимально допустимое количество рабочих циклов между двумя отказами в работе &н ).

Блок-схема расчетов допустимых значений показателей на­ дежности с указанием всех необходимых исходных данных для каждого этапа приведена на рис. 17.

Для того, чтобы рассчитать требуемый уровень надежности линии в целом, минимально допустимый коэффициент техниче­ ского использования линии, необходимо знать в качестве исходных данных:

1)номинальные сравнительные показатели автоматической линии по сравнению с неавтоматизированным производством: увеличение стоимости а, охидаемый рост производительности ав­ томатической линии фном и сокращение количества обслуживаю­ щих рабочих еном; все эти данные содержатся обычно в проектной документации, в частности, — в проектных расчетах экономиче­ ской эффективности автоматической линии;

2)нормативные показатели: нормы амортизации, которые имеются в справочной литературе (для автоматических линий

при двухсменной работе а х = 0,122); отношение годовых затрат на текущий ремонт и межремонтное обслуживание к стоимости оборудования, которое можно принимать равным а 2 == 0,06-ь0,08

[6]и т. д.;

3)функциональную зависимость количества наладчиков в ав­

томатической линии от надежности станков в линии £ ("Пис)» к0" торая зависит от стоимостных показателей и различна для разных типов автоматических линий.

Для того чтобы рассчитывать по требуемому коэффициенту технического использования линии требования к коэффициентам использования отдельных станков, встраиваемых в линию, в ка­ честве исходных данных необходимо знать (см. рис. 17):

1) структурные характеристики автоматической линии: ко­ личество последовательных станков (позиций) в линии ц\ коли­ чество участков, на которые разделена линия пу и т. д.; длитель­ ность рабочего цикла Т. При расчете требований к надежности конкретных автоматических линий их показатели q и пу имеются в технической документации; величина межучасткового наложе­

данного типа являются объективными: среднее время обнаружения и устранения отказов Ѳср, коэффициент возрастания внецикловых потерь w; эти данные могут быть получены путем исследований

43