Вместимости накопителей

Разработка локальных технологических процессов, расчет и конструирование отдельных механизмов и устройств решаются на основе знаний технологии, сопротивления материалов, механики и др., что позволяет выполнить технологические, прочностные и кинематические расчеты. Для решения задач проектирования и эксплуатации автоматизированного технологического оборудования, особенно систем машин, указанные критерии уже недостаточны; по ним, например, нельзя рассчитать ни число рабочих позиций, ни вид межагрегатной связи, ни вместимость накопителей

Эти показатели в свою очередь можно выразить функционально через конкретные характеристики оборудования и технологических процессов, т. е. через те параметры, которые являются предметом проектирования. Например, коэффициент повышения производительности может быть математически определен через режимы обработки, число рабочих позиций, число участков, вместимость накопителей и др.

взаимным пространственным расположением станковой элементов транспортной системы; 4) число участков-сексий пу, на которые разделена линия как численная характеристика межагрегатной связи (1 ^ ny ^C q); 5) технологические режимы обработки; 6) вместимость накопителей; 7) число наладчиков при обслуживании линии

Остальные параметры—режимы обработки v (м/мин), вместимость накопителей Е (мин) и число станков, обслуживаемых одним наладчиком гн, — принимаем на данном этапе в качестве неварьируемых, заданных по величине. Так, вместимость накопителей целесообразно выбирать в пределах Е = 30-=-40 мин, что обеспечивает межучастковое наложение потерь не более 5—8 %; число станков, обслуживаемых одним наладчиком, принимаем гн = 6.

2. Создание несинхронных линий на базе транспортно-накопительного устройства «с плавающими» приспособлениями-спутниками. В таких линиях все станки работают независимо Друг от друга, что обеспечивается автономной системой их управления и возможностью независимого транспортирования и накопления между станками по 5—10 приспособлений-спутников с обрабатываемыми деталями. Вместимость накопителей определяется в зависимости от требуемой производительности линии и от уровня надежности и производительности станков.

Перечисленные ранее условия возникновения вынужденных отказов справедливы и для позиций, разделенных ; между собой участками. Только в данном случае необходимо учитывать суммарную вместимость накопителей, расположенных между этими позициями. Например, за время Т2 на позиции П2 было собрано четыре изделия, а на позиции П4 —• семь. При этом накопители Б1 и Б2 оказались переполнены (в каждый из накопителей дополнительно добавилось по одному изделию) и после сборки седьмое изделие оставалось на позиции П4 еще в течение времени Д(2). Восьмой цикл начался только по окончании операции на позиции П2 и после последовательного освобождения места в накопителях Б2 и Б1.

Выбор структуры и технических параметров НСЛ на стадии проектирования. При проектировании НСЛ вначале разрабатывают вариант, учитывающий только типовые решения исполнительных механизмов и конструктивные особенности линии. Вместимость накопителей назначают исходя из габаритных размеров отдельных позиций, а также свободного пространства между ними, предназначенного для выполнения работ по ремонту и обслуживанию оборудования линии. Для выполнения сборочных операций используют известные технические решения, а также типовые механизмы. С помощью статистического моделирования или графоаналитического метода определяют производительность спроектированной линии, которую сравнивают с заданной. Если производительность НСЛ недостаточна, то осуществляют ряд мероприятий, направленных на повышение надежности и производительности линии. При этом целесообразно: повысить надежность или уменьшить такт работы на лимитирующей позиции; равномерно увеличить вместимость всех межоперационных накопителей; если увеличить вместимость всех межоперационных накопителей невозможно, постараться увеличить вместимость накопителей, ближайших к лимитирующей позиции; повысить надежность либо уменьшить такт работы на нелимитирующих позициях. После каждого шага рассчитывают коэффициент готовности и производительность НСЛ. По достижении требуемых значений процесс прекращают.

На завершающих этапах проектирования, когда принципиальный проектный вариант уже выбран и согласован с заказчиком и заводом-изготовителем, производят уточненные расчеты ожидаемой производительности, которые должны подтвердить, что разрабатываемый вариант автоматической линии сможет обеспечить заданную программу выпуска. Расчеты сменной производительности производят по последнему, выпускному участку, на котором выдается конечная продукция. Так как основные параметры линии уже выбраны и могут быть лишь уточнены (технологические режимы, вместимость накопителей, число параллельно работающих станков и др.), в расчетные формулы можно не включать конкретные структурно-компоновочные характеристики. Достаточно, чтобы в эти формулы были включены ожидаемые величины рабочих и холо-

В процессе проведения приемо-сда-точных испытаний у заказчика (см. гл. 7) длительность рабочего цикла, количество встроенного оборудования, вместимость накопителей и другие факторы производительности известны. Поэтому основным исследуемым фактором, от которого зависит, будет ли линия обеспечивать заданную производительность, является коэффициент технического использования.

Исходными данными для моделирования являются: среднее время безотказной работы каждого потока tH и значение показателя степени b (0,5 < < b < 4); доля отказов оборудования от суммарных отказов станка е; среднее время восстановления оборудования "Св. об и время замены инструментов "Св. ин> максимальная минутная вместимость накопителей Emi и начальное значение Ef, число наладчиков N, обслуживающих линию; длительность цикла Тц', общая длительность моделирования Тмол.

9) вместимость накопителей (значения элементов массива гЗ [1 : dl ]); вводится оператором Р0042 (гЗ);

Коэффициент наложения потерь Дг численно показывает, какая доля простоев (и внецикловых потерь) данного участка переходит на выпускной участок. Например, А21 = 0,10 означает, что 90 % простоев второго участка было компенсировано накопителем, а 10 % простоев вызвало эквивалентные простои выпускного участка (второй участок неработоспособен, накопитель пуст, выпускной участок простаивает из-за отсутствия обрабатываемых деталей). Наложение потерь отсутствует (А = 0) только при накопителях неограниченной вместимости (? = оо). При отсутствии накопителей (Е = 0) простои всех участков вызывают эквивалентные простои и выпускного участка (А = 1,0). Реально, при обычно применяемой вместимости накопителей ? = 30-НЮ мин, А = 0,05 -^0,10.

Коэффициент возрастания простоев выпускного или лимитирующего участка зависит от общего числа участков, надежности встраиваемого оборудования, вместимости накопителей. На предварительных этапах проектирования можно пользоваться укрупненными данными: так, для линий с гибкой связью принимать, что простои станков лимитирующих операций увеличиваются на 15 — 25 % (w = 1,15 -=-1,25). Здесь межоперационное накопление происходит не только в специальных магазинах-накопителях, но и в элементах транспортной системы.

Для линий с жесткой связью, разделенных на участки, при вместимости накопителей 40 — 60 мин бесперебойной работы можно рекомендовать следующие значения коэффициента w выпускного участка:

Однако, используя коэффициента;, нельзя учесть влияния на дополнительные простои числа участков «у и потоков обработки р, надежности участков ЦВс, длительности их рабочего цикла Tj, вместимости накопителей Б и др.. Поэтому более широкое распространение получили методы статистического моделирования [9]. Однако не следует игнорировать и опытно-статистические методы, систематизируя максимальное количество исходных данных по действующим линиям.

Значение коэффициента w также определяется путем обобщения результатов; эксплуатационных исследований. При вместимости накопителей Е = ЗО-т-50 мин и более w как функция числа участков может быть охарактеризована данными,, приведенными на стр. 204.

Практически коэффициент использования таких линий при достаточной вместимости накопителей почти не зависит от числа встроенного оборудования. Производительность и надежность указанных линий на 10—30 % выше производительности и надежности аналогичных линий сблокированного исполнения.

Выполнение станков с автономными системами управления значительно расширяет технологические возможности линий в процессе эксплуатации. Время цикла обработки одной детали 39 с, проектная ^производительность комплекса 85Тшт/ч при коэффициенте использования 0,92. В комплексе имеется 41 рабочая позиция, в том числе 29 агрегатных станков, пять отделочно-расточных станков, один сборочный автомат, три моечные машины и три промышленных робота для загрузки, перегрузки и разгрузки обрабатываемых деталей. На станках комплекса установлены 172 режущих инструмента. Контроль точности растачивания отверстий и контроль поломки всех стержневых инструментов (сверл, зенкеров, разверток и метчиков) осуществляются автоматически с помощью контрольных устройств. Комплекс обслуживают в смену семь наладчиков и один оператор, загружающий заготовки в первый станок комплекса. Оптимальное число оборудования, места установки и вместимости накопителей задела, надежность и производительность проектируемых несинхронных автоматических линий и комплексов определяются методом статистического моделирования их работы на ЭВМ.

щихся между лимитирующей и отказавшей позициями, или от суммарной вместимости накопителей, находящихся между этими позициями. Это положение использовано при разработке графоаналитического метода расчета НСЛ, изложенного ниже.

В формуле (1) величина Bj определяется по исходным техническим характеристикам НСЛ, а Вн складывается из суммы отдельных величин BKi, определяемых для каждой рабочей позиции по специальным экспериментальным графикам, построенным на основании данных моделирования. Использование графиков стало возможным благодаря принятому допущению, что удельные наложенные простои Вш-, передаваемые с рассматриваемой i-й позиции на лимитирующую, есть величины постоянные, зависящие только от технических характеристик рассматриваемых позиций и суммарной вместимости накопителей, расположенных между ними, и не зависящие от числа, расположения и технических характеристик других рабочих позиций, входящих в состав линии.

7. Поскольку НСЛ имеют замкнутую структуру, отказ рассматриваемой позиции может накладываться на лимитирующую йо позицию, распространяясь как в прямом (по ходу сборки), так и в обратном направлении. Поэтому для каждой позиции подсчитывают два значения z't и 2(, которые равны суммарной вместимости накопителей, отделяющих г'-ю позицию от лимитирующей.

Пятый шаг. Подсчитываем суммарные вместимости накопителей, отделяющих данную рабочую позицию от лимитирующей: