Уровень: Основной текст Глоссарии: ... Глоссарий

Макропроектирование ПС

       Проектирование и строительство новых объектов производства целесообразно тогда и только тогда, когда имеются достоверные данные маркетинговых исследований рынка о стабильном, долговременном спросе на планируемую к производству продукцию.

       Другими словами, это означает, что жизненный цикл товара должен в полной мере окупить все затраты, связанные с проектированием^*, строительством и эксплуатацией производства.

       Базой для создания нового производства являются спрос (объёмы производства) и трудоёмкость продукции. Практика производства доказала что наиболее эффективно работают те участки, на которых детали имеют высокую степень конструктивно- технологического подобия. Имеется множество методов определения подобия различных объектов между собой. Наиболее простым и менее трудоёмким, на наш взгляд, является метод определения подобия (меры близости) с использованием потенциальной функции, разработанный д. э. н., профессором В. А. Петровым.

       Использование потенциальной функции при формировании участков позволяет выделить две стадии в их проектировании: макропроектирование и инженерное проектирование.

       Макропроектирование содержит четыре последовательных этапа.

       1 этап. Анализ конструктивно-технологической общности состава продукции выполняют с помощью классификации деталей по всей номенклатуре. Цель классификации - получение неделимых наборов однородных по конструкции и технологическим процессам обработки деталей.

       Необходимо отметить, что от тщательности выполнения рассматриваемого этапа зависят результаты проектирования ПС и эффективная работа её в будущем.

       Положительный результат анализа во многом зависит от выбора классификационных признаков.

       Под классификационными признаками понимают тот набор параметров и характеристик исследуемых объектов, который в полной мере отражает отличительные свойства, присущие всей этой совокупности.

       Чем больше набор признаков, тем точнее отбор схожих объектов.

       Однако чрезмерный набор признаков увеличивает трудоёмкость проведения анализа и последующих необходимых расчётов.

       Учитывая вышесказанное, отметим, что набор классификационных признаков должен быть минимально достаточным и позволяющим разбить всю совокупность (номенклатуру изделий) на группы, схожие по всем параметрам.

       В условиях приборо- и машиностроения к числу основных таких признаков относят: вид заготовки (Р1), габаритные размеры деталей (Р2), основной пооперационный технологический маршрут (Р3), конструктивный тип детали (Р4).

       Первый признак предопределяет общий характер обработки и выбор вида оборудования. В результате классификации по этому признаку всю совокупность деталей разбивают на классы, например классы деталей, изготавливаемых из поковок, литья, катаного круглого или полосового материала.

       Второй признак обуславливает габаритные размеры и мощность потребного для обработки оборудования.

       Третий признак учитывает пооперационный технологический процесс обработки деталей. По этому признаку детали распределяются по рабочим местам, оснащённым технологическим оборудованием, в соответствии с технологическим процессом.

       Четвёртый признак устанавливает в конечном счёте состав групп деталей.

       Кроме того, конструктивный тип деталей определяет и выбор видов и моделей технологического оборудования.

       Результатами первого этапа является:

• во-первых, разбивка всей номенклатуры деталей на минимально необходимое число конструктивно однородных групп;
• во-вторых, возможность правильного отбора и закрепления деталей за участками и формирование профиля их специализации.

       2 этап. Анализ определяющих планово-организационных характеристик деталей. К числу основных планово-организационных показателей следует отнести трудоемкость производства детали (t) и объём выпуска N.

       От этих факторов в значительной степени зависит стабильность производственных условий на рабочих местах и характер движения деталей в производстве, т.е. временная структура производственной системы.

       Для группирования деталей по трудоемкости их изготовления и объемам их выпуска, отражающим степень стабильности производственных условий на рабочих местах, используется показатель относительной трудоемкости^* деталей K_gi. Он определяет расчетное суммарное количество единиц обезличенного оборудования, необходимого для обработки i-й детали при заданных объемах выпуска, технологии и режиме сменности работы. Процедура расчета представлена в табл. 8.

Т а б л и ц а 8.

Расчет показателя относительной трудоемкости деталей

Наименование расчетной величины	Формула для расчета
Годовой эффективный фонд рабочего времени станка, ч
Годовой объем запуска i-й детали, шт.
Показатель относительной трудоемкости* детали-представителя
Показатель относительной трудоемкости* по типогруппе деталей

Условные обозначения к табл. 8:

       D - количество рабочих дней в году (D = 261); f - продолжительность смены, ч (f = 8,2 ч.); C - число смен в сутки (двухмесячный режим работы); K_р - средний коэффициент сокращения фонда времени на плановый капитальный ремонт (0,95 K_р 0,98); N_в - годовой объем планового выпуска i-й детали, шт. (см. информационную карту); _зч - процент деталей, идущих на запасные части; _бр - процент потерь производства от брака^*; t_штij - штучное время обработки i-й детали по j-й операции в нормо-мин.; K_oi - число операций по основному технологическому процессу i-й детали; K_в - средний коэффициент выполнения норм времени (1,0 K_в 1,2); m_i - количество деталей (номенклатурных позиций), входящих в данную типогруппу.

       3 этап. Расчет меры близости между двумя группами деталей. Одним из условий высокоэффективной работы предприятия является проектирование его цехов и участков по принципу предметной, а еще лучше по подетальной форме их специализации. Выполнение этого условия достигается методом дальнейшей детализации и анализа сформированных на втором этапе однородных по конструктивно-технологическим и организационно-плановым признакам групп деталей. Решение^* этой задачи строится на положениях теории распознавания образов с помощью потенциальной функции, которая устанавливает меру близости между группами деталей. Эта функция имеет следующий вид:

,

где K_xixj - мера близости^* между группами деталей (x_i x_j); R_xixj - мера расстояния между x_i и x_j группами деталей по ряду признаков; - коэффициент пропорциональности величины меры близости.

       Значение коэффициента пропорциональности выбирается для всей совокупности деталей группы, исходя из следующего алгоритма:

            0,1, если R²=1 9
       = 0,01, если R²=10 99
            0,001, если R²=100 999 и т.д.

       В свою очередь, R²(x_ix_j) есть квадрат меры расстояния между базовой деталью-представителем (x_i) и всеми другими деталями (x_j), которая рассчитывается по значениям кодов, в следующей зависимости:

R²_(xixj) = (x_1i - x_1j)² + (x_2i - x_2j)² + (x_31i - x_31j)² + (x_32i - x_32j)² +?+ (x_3ri - x_3rj)² + (x_4i - x_4j)² + (x_5i - x_5j)²,

где:       (x_1i - x_1j); (x_2i - x_2j); (x_4i - x_4j); (x_5i - x_5j) - разность кодов между базовой деталью-представителем x_i и деталями-представителями x_j по признакам Р₁; Р₂; Р₃; Р₄; Р₅.

       Мера расстояния (Rx_ix_j) между деталями, входящими в сформированные на первом этапе группы, осуществляется через систему кодификации параметров или особенностей каждого принятого признака.

       Код признака - численное значение, присваиваемое каждому параметру, выбранному для характеристики выделенных признаков.

       Например, по признаку габаритные размеры (Р₂) могут быть выделены отдельные группы деталей с границами предельных размеров. Размеры 10 50 - 1-я группа, >50 100 - 2-я группа и т.д. Или вид заготовки (Р₁) - 1-я группа - из прутка и проката, - 2-я группа - листовой материал.

       При кодировании необходимо выполнять следующие правила:

• код для различных деталей, входящих в одну группу, должен быть одним числом в рамках одного признака;
• величина кодов для разных групп в составе одного признака должна отличаться друг от друга не менее 15%;
• величина кодов в составе разных признаков может иметь одинаковое значение.

       При расчете меры расстояния в каждой группе деталей выбирается деталь-представитель, с которой и сравниваются все детали, входящие в эту группу.

       Как правило, в качестве детали-представителя берется самая трудоемкая деталь группы с наибольшим количеством технологических операций производственного процесса.

       Все действия и результаты расчетов заносятся в форму 8.1.

       В качестве примера рассмотрим фрагмент кодирования и расчета меры близости между деталями сформированной группы.

       По результатам анализа конструктивно-технологической общности деталей сформированы однотипные группы - валы, шестерни, корпуса и т.д.

       Пусть в группе валов имеется наиболее трудоемкая деталь А (деталь-представитель) со следующими параметрами по признакам:

       вид заготовки (Р₁) - стальной прокат;

       габаритные размеры (Р₂) - 85 мм;

       пооперационный технологический маршрут (Р₃) - токарная (Т) - фрезерная (Фр) - сверлильная (Св) - закалка (З) - шлифовальная (Шл) - слесарная (Сл);

       конструктивный тип (Р₄) - ступенчатый вал.

       В эту группу входит деталь Б с параметрами: Р₁ - поковка; Р₂ - 45 мм; Р₃ - токарная - фрезерная - сверлильная - шлифовальная; Р₄ - простой вал.

       Применяя правила кодирования, заполняется форма 8.1 по всем признакам с присвоением кода (численного значения) каждому параметру.

Форма 8.1.

       По значениям кодов определим меру расстояния между деталями А и Б:

       Определим меру близости деталей А и Б через потенциальную функцию.

       Затем проводятся расчеты меры близости изделия-представителя^* (А) со всеми деталями, входящими в эту группу.

       Такие же расчеты проводятся по остальным конструктивно-технологическим группам, выделяя в них деталь-представитель для сравнения с другими деталями рассматриваемой группы.

       Результаты расчетов служат базой для проведения следующего этапа работ по закреплению деталей за цехами и участками.

       4 этап. Синтез результатов анализа. Задачей этапа является отбор деталей в группах с высокой мерой близости, т.е. с одинаковыми или близкими значениями K_xixj.

       Практика показала, что достаточное подобие деталей определяется расхождением величины K_xixj не более 15%. Такие детали объединяются в обособленные группы и являются основой для стадии инженерного проектирования.