Влияние простоев оборудования на его производительность определяют с учетом коэффициента использования или внецикловых потерь.

Коэффициент использования rj_HC численно показывает, какую долю планового фонда времени 6 оборудование действительно функ­ционирует и выдает продукцию. Например, Лис = 0,7 означает, что 70% времени, принято­го за базу, оборудование работало, а 30% это­го времени простаивало. По определению,

0_р 0р 1 ^{Пис =} Т ⁼ ёрТхх ⁼ 7+IA/V

где 0_р — суммарное время работы оборудова­ния за время 0; £ 0_П — суммарное время простоев оборудования за этот же период.

Очевидно, что фактическая производитель­ность равна теоретической цикловой, умно­женной на коэффициент использования:

1 1

Q = —Лис = ——— Лис-1 tp -+- Г_в

Действительно, при г)_ис = 0,7 выдается лишь 70% продукции, которую можно было бы получить при бесперебойной работе обору­дования, т. е. его производительные возмож­ности используются лишь на 70%.

Как при проектировании, так и при экс­плуатации оборудования оценки значения коэффициента г|_ис в целом, как правило, недо­статочно. Лишь иногда при укрупненных, про­ектных расчетах принимают ожидаемое значе­ние т|_ис = 0,75 -г 0,80, что позволяет сугубо ориентировочно прогнозировать ожидаемую производительность при определенном значе­нии Т. В большинстве случаев необходима рас­шифровка, почему величина т|_ис принимает те или иные значения, какие причины и виды
простоев являются преобладающими. Для станков с ЧПУ характерны: а) собственные или технические простои £0_С, обусловленные техническими характеристиками самого обо­рудования (затраты времени на смену и регу­лирование инструмента, обнаружение и устра­нение отказов в работе, уборку и очистку, ремонт и профилактику и др.); они непосред­ственно связаны с технологическими процесса­ми и конструкциями машин и механизмов; б) организационные простои ^Оорг обусло­вленные внешними факторами, которые, как правило, не связаны с технологией и конструк­цией машин (отсутствие обрабатываемых за­готовок, инструмента, электроэнергии, несвое­временный приход и уход обслуживающих рабочих и др.); они определяются уровнем производства, степенью загрузки оборудова­ния в данных конкретных условиях; в) про­стои £в_Пер Д^ля переналадки оборудования на обработку новой продукции, которые зани­мают промежуточное положение между преды­дущими видами простоев, так как частота их определяется организационными факторами, а длительность — техническими.

Суммарные простои за произвольный пе­риод времени Э

Q

X ^п = £ 0_С + £ 0_орг + £0_пер; г|_ис = —~ =

I

%

Коэффициент использования можно выра­зить как произведение частных коэффициен­тов, отражающих влияние тех или иных видов простоев:

Лис ^ ЛтехЛперЛзагр»

Здесь г|_тех — коэффициент технического ис­пользования, численно показывающий долю времени, в течение которого оборудование при обеспечении всем необходимым работает:

On

Птех "

> + 1вс 1+1е_с/е_р

Например, г|_тех = 0,8 означает, что в пе­риоды, когда оборудование обеспечено всем необходимым для выпуска продукции, оно 80% времени работает, а 20% этого времени простаивает по техническим причинам (без учета переналадок).

Коэффициент переналадок г|_пер показывает долю планового фонда времени, когда при ус­ловии обеспечения всем необходимым обору­дование может функционировать, выпуская определенную продукцию:

пер

Лпер ⁼⁼ ~

Ев,

1 +

9р + Е0с

Например, rj_nep = 0,9 означает, что в пе­риоды, когда оборудование имеет все органи­зационные предпосылки для работы (есть за­готовки, инструмент, электроэнергия и пр.), оно 10% времени простаивает для перенала­док для обработки другой продукции, а 90% времени может ее выпускать с чередованием периодов бесперебойной работы и простоев.

Коэффициент загрузки г|_загр показывает, какую долю планового фонда времени обору­дование обеспечено всем необходимым для работы, т. е. насколько оно загружено в данных конкретных условиях производства. Например, rj_3arp = 0,9 означает, что 90% фонда времени оборудование имеет все необходимое для работы (есть заготовки, инструмент, рабо­чие на месте и т. д.), а в течение 10% времени чего-то не хватает.

При комплексной автоматизации про­изводства, в том числе создании гибких про­изводственных систем, весьма редко собствен­ная производительность всех звеньев техноло­гической цепи бывает одинаковой. Поэтому только лимитирующие звенья имеют полную загрузку (Лзагр 1,0), и реальный коэффициент загрузки определяется лишь случайными пере­боями в обеспечении функционирования. Для остальных, нелимитирующих звеньев г|_загр < < 1,0.

Лзагр ^:

Преимуществом оценки фактической про­изводительности с помощью относительных коэффициентов г|_ис, г|_тех, г|_пер, г|_загр является наглядность и простота интерпретации чис­ленных значений. Например, если станок с ЧПУ загружен согласно производственной программе на 90% (Лзагр = 0»9), кроме того, 10% оставшегося времени простаивает для переналадок (г|_пер = 0,9), и в периоды обеспече­ния всем необходимым работает лишь 80% времени (Лтех — 0,8), то в итоге доля планового фонда времени, когда станок работает и выпу­скает продукцию, составляет

Лис = ЛтехЛперЛзагр = W• 0,9 • 0,9 = 0,65,

т. е. потенциальные возможности станка с ЧПУ используются на 65%.

Однако для углубленного анализа в теории и практике более употребительна оценка фак­тической производительности (с учетом про­стоев) через так называемые внецикловые по­тери или

V »_ Х°п . y_t _ Х⁹п

где X В ~ внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу времени бесперебой­ной работы; J] t_n — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу выпущен­ной продукции, мин/шт; X 0_П — простои обо­рудования за некоторый произвольный период времени, мин; 0_р — суммарное чистое время работы оборудования за тот же период, мин; Z - количество продукции, выпущенной за тот же период.

Внецикловые потери связаны с коэффи­циентом использования:

____ 1 1 __________________

^Лис 1 + 10п/е_Р 1 + 1в i+ltn/f-

Суммарные внецикловые потери в соответ­ствии с классификацией простоев делятся на собственные, организационные и потери из-за переналадки:

1я = 1я_с + 1Жрг + 1Влер;

X ~ X + X ^С0рг "+" X ^пер-

Качественные характеристики работы стан­ков с ЧПУ учитываются в формулах произво­дительности с помощью безразмерного коэф­фициента у выхода годной продукции, числен­но равного доле годной продукции, принятой ОТК. С учетом рабочего цикла, внецикловых потерь и безразмерных коэффициентов суточ­ная производительность станков с ЧПУ (шт/сутки)

⁰Т

пер

' Лзагр>

" Лзагр

*р + *в +Е'С +Е'-

0у

е =

1 + 1 B_t

где 6 — плановый фонд времени работы за сутки с учетом сменности работы.

Приведенные формулы и подобные им являются базовыми при расчетах и анализе производительности как в процессе проектиро­вания (ожидаемые значения), так и при экс­плуатации (фактические значения). На их осно­вании формируют математические модели производительности различных видов техно­логического оборудования для решения задач анализа и синтеза.

Метод получения таких аналитических за­висимостей состоит в следующем. Для данно­го конкретного типа оборудования выделяют группу параметров, которые в данном случае являются предметом анализа или расчета (jt_1? х₂, ..., х_п).Путем инженерного анализа оты­скивают частные функциональные зависимо­сти всех элементов затрат времени (рабочих и вспомогательных ходов, внецикловых потерь всех видов) от указанных параметров и кон­стант А_{\

^Р ('в' X ^с > X ^?opr > X ^пер) ~

= /j(xi; *₂; ...; х_и; А_{).

Все частные зависимости подставляют в общую формулу производительности и по­лучают зависимость производительности от данных параметров, специфическую для дан­ного вида оборудования и условий производ­ства:

Q =f(xь х₂; ...; *„; A_t).

Полученные уравнения решают относи­тельно любого из входящих параметров в за­висимости от поставленной задачи.

Для станков с ЧПУ и ГПС применимы два основных метода расчета производительности оборудования в условиях серийного производ­ства.

1. По типовой детали-представителю. Из числа деталей, закрепленных за данным обо­рудованием, или тех, которые могут здесь обрабатываться, выделяется одна, которая принимается типовым представителем. В фор­мулах учитываются характеристики оборудо­вания при обработке данной конкретной дета­ли, т. е. задача, по существу, сводится к выводу формул и методам расчета при мас­совом производстве. Дополнительно следует лишь учесть потери на переналадку с по­мощью характеристики среднего времени переналадки 0_пер и среднего размера Z партии деталей, обрабатываемых между двумя пере­наладками, а также числа параллельно рабо­тающих станков р:

9у

Недостаток метода заключается в трудно­сти достоверного подбора типового предста­вителя, так как выбранная деталь может
иметь среднюю длительность обработки, но не средние вспомогательные ходы или время переналадки. Кроме того, формула, по суще­ству, не содержит ни одного параметра станка, технологического процесса и пр. Между тем очевидно, что производительность станков с ЧПУ определяется комплектом обрабаты­ваемых деталей и технологическим процессом их обработки; техническими характеристиками оборудования; условиями эксплуатации в дан­ном конкретном производстве. Эти факторы должны найти отражение в формулах про­изводительности.

2. По интегральным характеристикам ком­плекта изделий, закрепленных за данным обо­рудованием. Допустим, на станке с ЧПУ обра­батывается п типоразмеров деталей, каждая из которых имеет неповторяющееся сочетание характеристик: число переходов S_t при обра­ботке, число А_{ обрабатывающих инструмен­тов, длительность f_pi отдельных переходов, партию Z_t обрабатываемых деталей, вспомо­гательное время t_Bi и т. д. Рассмотрим инте­гральные характеристики времени обработки комплекта деталей, закрепленных за станком.

Время рабочих ходов цикла

tp ⁼

где t_pl — среднее время единичного перехода при обработке; S — среднее число переходов при обработке одной детали;

п S,

Z I hiZi

^Cpi л

I

i = 1