Моделирование поточно-группового производства
3.4.5.1. Технологические основы организации поточно-группового производства В случаях отсутствия достаточных и необходимых условий для организации многопредметной производственной системы в виде многопредметной постоянной или переменной поточной линии производственную систему целесообразно формировать в виде групповой поточной линии. Поточно-групповое производство в настоящее время становится преобладающей формой рациональной организации производственных процессов в условиях серийного и мелкосерийного производства. Это объясняется тем, что современное машиностроительное производство характерно малой серийностью и большой номенклатурой изделий, выпускаемых каждой производственной системой. На предприятиях с таким характером производства формирование производственных систем в виде классических потоков весьма затруднительно и нерационально. В этих условиях наиболее рациональны групповые потоки, создаваемые на основе групповой технологии. Для групповых поточных линий характерны те же признаки, что и для классического потока, но в отличие от него при формировании таких производственных систем не проводится синхронизация технологических процессов изготовления отдельно взятых деталей или сборки сборочных единиц. Поэтому при функционировании таких потоков отсутствует ритм их работы и за основу их функционирования принимается собственно модель процесса производства. Моделирование производственных процессов на групповых поточных линиях основывается на классификации и унификации деталей и сборочных единиц. При унификации изыскиваются возможности сокращения номенклатуры деталей, входящих в изделия. Следовательно, и сокращения количества обрабатываемых деталей или собираемых сборочных единиц каждой производственной системой. Это повышает серийность производства и уменьшает размерность задачи моделирования. При унификации стремятся и к сокращению разнообразия поверхностей деталей, что ведет к уменьшению количества оснастки. Стремятся также к сокращению разнообразия типоразмеров и марок материалов, используемых в конструкции, что упрощает задачу снабжения. В результате всего этого повышается эффективность производства.
На основе и в развитие унификации производится технологическая классификация деталей и сборочных единиц с целью последующего решения комплекса задач технологического моделирования. За основу технологической классификации обычно принимается некоторая совокупность конструктивно-технологических параметров. К их числу относят класс деталей (корпуса, лонжероны и т. д.); габариты изделия; конфигурации (сложность) обрабатываемых поверхностей деталей (простые, сложные, сверхсложные); класс точности изготовления деталей и шероховатость их поверхностей (чистота обрабатываемых поверхностей). Поскольку для многих машиностроительных предприятий характерна большая номенклатура деталей, поэтому при их классификации целесообразно использовать средства вычислительной техники. За основу алгоритма классификации при этом обычно принимается вышеперечисленная совокупность конструктивно-технологических признаков. На основе проведенной классификации разрабатываются затем групповые технологические процессы. При их разработке следует руководствоваться следующими принципами. Во-первых, должно выдерживаться единство структуры технологических маршрутов обработки всех деталей, входящих в группу. Это единство должно выражаться в одинаковом составе операций технологических процессов всех деталей группы и в одинаковой последовательности их выполнения, что обеспечивает прямоточность движения деталей в процессе их обработки. Во-вторых, выполнение однородных операций технологических процессов изготовления всех деталей группы должно проектироваться на оборудовании одной и той же модели, что повышает загрузку оборудования. И, в-третьих, каждое рабочее место должно оснащаться групповой оснасткой, позволяющей использовать высокопроизводительную специальную технологическую оснастку в условиях серийного и мелкосерийного производства.
Результатом разработки групповых технологических процессов при моделировании рассматриваемых производственных систем является формирование сводного или группового технологического маршрута обработки деталей или сборки сборочных единиц, входящих в одну группу. Такие маршруты необходимы для последующего расчета рабочих мест, и они используются как технологическая информация для моделирования процессов производства на групповых поточных линиях. В общем случае различают одногрупповые и многогрупповые поточные линии. Соответственно, для одногрупповых поточных линий формируется один, а для многогрупповых — несколько сводных технологических маршрутов. Каждый сводный технологический маршрут в своем составе содержит перечень операций обработки деталей группы в технологической очередности их выполнения, состав оборудования по каждой операции, время выполнения операций и их трудоемкость на программу выпуска деталей или сборочных единиц в заданном периоде времени. В таблице 4.1 приведен для иллюстрации сводный технологический маршрут обработки одной конструктивно-технологической группы деталей, включающей в свой состав три наименования деталей.
В таблице 4.1 в графе «Трудоемкость программы» величина п означает программу выпуска деталей, а коэффициент при п — время выполнения операции. Из той же таблицы следует, что описываемая производственная система достаточно универсальна, так как она не требует абсолютного тождества состава операций технологических процессов обработки входящих в группу деталей. Это значит, что она не требует абсолютного тождества технологических процессов обработки всех входящих в группу деталей или сборки сборочных единиц. Об этом свидетельствуют «пропуски» операций технологических процессов обработки отдельных деталей в приведенном в таблице 4.1 сводном технологическом маршруте.
Сформированный сводный технологический маршрут при моделировании рассматриваемых производственных систем поточно-группового производства принимается за основу расчета их рабочих мест. Расчет количества рабочих мест производится путем распределения выполнения операций технологических процессов обработки деталей по рабочим местам формируемой системы. При таком распределении возможны три варианта соотношения суммарной трудоемкости на программу выпуска деталей по каждой операции сводного технологического маршрута и фонда времени работы производственной системы в заданном периоде времени. Допустим, в иллюстрируемом примере фонд равен 20 n единицам времени. Тогда при распределении сводного технологического маршрута по рабочим местам формируемой производственной системы возможны три варианта соотношения суммарной трудоемкости программы выпуска деталей и располагаемого фонда времени. Первый вариант. Суммарная трудоемкость программы выпуска деталей по данной операции сводного технологического маршрута равна (или примерно равна) располагаемому фонду времени, как это, например, имеет место у первой операции сводного технологического маршрута. В этом случае для выполнения такой операции в формируемой системе предусматривается одно рабочее место. Второй вариант. Суммарная трудоемкость программы выпуска деталей по данной операции сводного технологического маршрута в несколько раз больше располагаемого фонда, как это например, имеет место во второй операции иллюстрируемого сводного технологического маршрута. В этом случае для выполнения такой операции в формируемой производственной системе предусматриваются два и более рабочих места.
Третий вариант. Суммарная трудоемкость программы выпуска деталей по данной операции существенно меньше располагаемого фонда. В этом случае для полной (нормальной) загрузки за одним рабочим местом следует закрепить несколько операций сводного технологического маршрута, суммарная трудоемкость которых должна быть либо равной, либо в несколько раз большей располагаемого фонда времени, и для выполнения таких операций в системе предусматривается, соответственно, либо одно, либо несколько рабочих мест. В иллюстрируемом нами примере к таким операциям относятся 4 и 6 операции. Очевидно, их выполнение в формируемой производственной системе следует предусмотреть на одном рабочем месте, так как их суммарная трудоемкость несущественно отличается от фонда времени. С учетом изложенного, в таблице 4.2 приведены результаты распределения по рабочим местам формируемой системы сводного технологического маршрута, приведенного в таблице 4.1. Из таблицы 4.2 следует, что в иллюстрируемом примере формируемая производственная система должна включать в свой состав шесть рабочих мест, из которых рабочие места 2 и 3 специализируются на выполнении одной операции сводного технологического маршрута (операции 2), рабочее место 5 — на выполнении двух операций (операции 4 и 6), а рабочие места 1 и 4 — только на выполнении по одной операции сводного технологического маршрута.
Аналогично решается задача формирования рабочих мест любой другой производственной системы, приобретающей форму одногрупповой поточной линии. На основе сформированной таким образом производственной системы и расчета ее рабочих мест решается затем задача моделирования производственных процессов обработки на ней деталей. Задача моделирования таких систем даже при относительно небольшой ее размерности весьма сложна. Ее сложность определяется тем, что даже при относительно небольшой номенклатуре обрабатываемых производственной системой деталей количество возможных вариантов формируемой модели оказывается чрезвычайно большим. Их количество определяется факториальной зависимостью от номенклатуры обрабатываемых производственной системой деталей. Так, уже при 10 наименованиях деталей количество возможных вариантов составляет р = К! = 10! = 3.6 • 106 вариантов, а при 30 наименованиях деталей их количество составляет р = 30! = 226 • 1031 вариантов. А нам известны производственные системы, которые специализируются на изготовлении не только десятков, но и сотен и даже тысяч наименований деталей. Поэтому моделирование таких производственных систем нуждается в специальных методах (так как количество возможных вариантов формируемой модели определяется факториальной зависимостью от номенклатуры обрабатываемых производственной системой деталей).
3.4.5.2. Формализованный алгоритм формирования сводных технологических маршрутов обработки деталей Для формирования сводных технологических маршрутов с учетом перечисленных требований может быть использован формализованный алгоритм, суть которого сводится к следующему. Все операции технологических процессов шифруются, как это показано в графе 1 таблицы 4.3.
Затем из всех шифров выбирается неповторяющееся множество. Для иллюстрируемого нами примера в состав такого множества входят следующие шифры: А; В; С; D; Е; F; А1.
Для сформированного множества шифров операций формируется затем двухмерная матрица, как это показано в таблице 4.4. По оси «X» в ней фиксируются «подающие» операции, а по оси «У» — «получающие». В сформированную матрицу заносятся характеристики попарных технологических связей операций. Если связь представляется как х > у, то она считается истинной и ей присваивается символ «+». Если же связь представляется как у > х, то она считается ложной и ей присваивается символ «-». Таблица 4.4.
Характеристики всех типов связей технологических процессов обработки всех четырех деталей примера приведены в той же таблице 4.4. Поясним их формирование на примере технологического процесса обработки партии деталей А. Из таблицы 4.4 следует, что связь операции технологического процесса с шифром А имеет истинную характеристику последовательно с операциями технологического процесса с шифрами В, С, D, Е. Всем ее связям с этими операциями в таблице 4.4 присвоена характеристика «+». И наоборот, связь каждой из них с операцией А оценена как ложная. Поэтому в соответствующих графах таблицы 4.4 зафиксирован символ «-». Аналогично присвоена характеристика всем остальным технологическим связям операций технологического процесса обработки партии деталей А. Аналогично они присваиваются и операциям обработки остальных деталей. Все полученные результаты сведены в таблицу 4.4. Из таблицы 4.4 видно, что связи операции с шифром А со всеми остальными операциями технологических процессов обработки деталей истинные. Операция с шифром А по вертикали таблицы 4.4 имеет только символ «+». Следовательно, эта операция должна быть в технологическом процессе первой. Операция же с шифром Е в таблице 4.4 по вертикали имеет только символ «-». Следовательно, эта операция в формируемом сводном технологическом маршруте должна быть последней. При следующей итерации из исходной таблицы 4.4 исключаются эти две операции (операции с шифром А и Е). Вновь сформированная матрица приведена в таблице 4.5, из которой следует, что второй операцией сводного технологического маршрута должна быть операция с шифром F, и предпоследней — с шифром D. Таблица 4.5.
После этого формируется усеченная матрица связей, но теперь не только без операций с шифрами А и Е, но и без операций с шифрами D и F. Вновь сформированная матрица приведена в таблице 4.6, из которой видно, что за операцией с шифром F должна следовать операция с шифром В, а перед операцией с шифром D должна быть операция с шифром А1.
Таблица 4.6.
Следовательно, последовательность операций формируемого сводного технологического маршрута должна быть принята следующей: А—> F —> В —> С —> А1 —> D —> Е.. Для принятой последовательности операций в таблице 4.7 приведен формируемый сводный технологический маршрут. Из него следует, что технологические маршруты обработки всех индивидуальных деталей «вписаны» с учетом исходных требований: все их операции вписаны в него в технологической последовательности их выполнения и сформированный технологический маршрут включает в свой состав минимальное количество операций. Следовательно, сформированный алгоритм истин, а его формализация позволяет его реализовать на ЭВМ.
Таблица 4.7.
Примечание: ВП- время обработки программы выпуска деталей данного наименования, СВ- суммарное время обработки программы выпуска деталей всех наименований.
Если производственная система специализируется на изготовлении деталей нескольких групп, то, естественно, по описанному алгоритму формируется несколько сводных технологических маршрутов по числу групп. А затем, принимая каждую группу деталей за условную, т. е. гипотетическую деталь, формируется единый сводный технологический маршрут для всего их множества по тому же алгоритму. В таблице 4.7 приведен не только состав операций технологического процесса изготовления каждой детали, но и время обработки их партий. Партия деталей здесь принята одинаковой для всех четырех их наименований, равной 150 штукам.
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|