автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности механической обработки в единичном и мелкосерийном производстве за счет формирования партий из деталей различного наименования

РГ6 оя

ШУ^'ЛЩр • ^СШЕЙ Ш1ЮЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ШЛ1ГГ№01 Р0СШ1

московский ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УШВЕРСИТКГ . "СТАНКИН"

На правах рукописи

уда 621.941.2-529:658.52.011.56.012.3 ' ПАНЧУК АНАТОЛИЙ ГЕОРГИЕВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

в единичном и мелкосеЫШом производстве за

счет формирования партий из деталей различного 11ашен0ванш

Специальность 05.02.0в- Технология машиностроения

А втореферат

диссэртации на соискание ученой степени кандидата технических наук '

Москва 1994

Работа выполнена на кафедрах "Технология нефтехимического и газонефтяного ыа иностроения" Государственной академии нефти и газа им. И.М.Губкина и "Технология машиностроения" Ив'ано-франковского института нефти и газа.

. Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Базров Б.М.

Оф: деальные оппоненты: доктор техйических наук,

профессор Султан-заде Н.М.

кандидат технических наук, доцент Новиков O.A.

Ведущее предприятие Мое ОКБ АЛ и АС

с

Защита состоится _1994 года в_час,

на заседании Специализированного Совета К 063.42.04 при ЫПУ "СТАНКИН" по адресу I0I472, г.Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МШУ "СТАНКИН" за. .один месяц до защиты.

Автореферат разослан " " OftHAß 1994 года

Ученый секретарь Специализированного Совета К 063.42.04 к.т.н., доц.

Горшков А.б.

общая характеристика.работы

Актуальность работы. Темпы развития общества, возросшие последние годы,, предопределили рост динамичности производст-> материальных ценностей. Наиболее я^ко это выражено в совре-энном машиностроении, главной чертой которого 'вляется рас-фение и быстрая сменяемость номенклатуры выпускаемой продукте. Ситуация позволяет прогнозировать в ближайшем будущем 1сширение сферы единичного и мелкосерийного производства,как шболее гибкого и динамичного. В связи с этим уже сегодня рез-) обострился вопрос повышения его эффективности.

Известным средством решения этой проблемы является автома-чция единичного и мелкосерийное производства на базе стан-эв с ЧЛУ, существенно сокращающих подготовительно-заключитель-зе и вспомогательное врег'1. Однако высокая цена делает их эк-муатацию рентабильной только с применением прогрессивных форм эганизации труда, в частности, систем г"бкого производства, эзволяющих максимально уменьшить простои оборудования. При гом ГПС должны быть интегрированы с САПР ТП, АСТПП, АСУП и .д., создать которые в условиях многономенклатурного производ-гва крайне с .ожно из-за большого многообразия учитываемых ^ак-эров.

Другим путем решения этой проблемы является увеличение 1змера партий деталей, поступающих на обработку. 8 его реали-ш I главную роль играет типизация и унификация средств техно-згического обеспечения. Увеличение размера партий позволяет зуществить в условиях единичного и мелкосерийного производст-1 специализацию раиочих мест со всеми вытекающими из этого по-эжителышми последствиями. Высокая эффективность и универсально ть такого пути предопределяет его актуальность.

Последние разработки в области модульной технологии изготовления деталей открывают новые перспективы в решении задачи типизации и унификации средств технологического обеспе-чс 1ия, воледствие чего была сформулирована следующая цель ра боты - повдаение эффективности единичного и мелкосерийного про: зводства посредством формирования партий из деталей различного наименования, основанного на унификации модульных те нологических процессов.

Методы исследования. В работе использспались методы теоретического анализа и вкспериментального исследования, ос нованные на основнь^. положениях технологии машиностроения, теории организации и планирования производства, математических методов комбинаторной оптимизации А

Научная новизна.

1. Разработан метод унификации маршрутов МПИ (модулей поверхностей интегральных) деталей» основанный на многоуровневом переборе возможных вариантов попарного.совмещения инди видуальных маршрутов МПИ, при этом в пределах уровня выбор наиболее аффективного варианта осуществляется по впервые лре, ложенному критерию и алгоритму. ...

2. Сформулированы теоретические положения построения те; нологических групп деталей различного наименования, определяв ющие порядок формирования партий и посчоения об Зщенных маршрутов ЫШ.

3. Предложена методика перехода от обобщенного маршрута МПИ партии деталей к ее обобщенноцу модульному технологическому процессу, предусматривающая деление обобщенного маршрута МПИ на операции по критерию минимума суммарного технологического цикла

4. Разработан метод формирования партий из деталей раэ-шчного наименования и построения обобщенных модульных техно-югических процессов их изготовления.

Практическая ценность.

1. На основании полученного метода,разработан алгоритм

унификации маршрутов НПИ деталей, позволяющий в реальных ус- .

«овиях быстро и эффективно строить обобщенные маршруты МПИ . о

цоминирунцие на даннск участке производства.

2. Разработана математическая модель минимизации суммарного технологического цикла изготовления партии деталей по обобщенному модульному технологическому прог^ссу.

3. Создана система нормирования операций модульного технологического процесса расчетно-аналитическим методом.

4. Разработанные методологические, алгоритмические и аналитические средства могут быть использованы в системах САПР ТП, АСТП11, АСУЛ и т.д., проектируемых и действующих ГШ.

Реализация работы. Результаты работы приняты к внедрение Опытньм заводом ВЭИ (г.Москва), Нижне-Тагильским .филиалом Тульского научно-исследовательского технологического института (г. Нижний Тагил), Реженеким механическим заводом (г.Реж).

Апробация работы. Результаты работы докладывались и были обсуждены на заседаниях кафедры "Технология газонефтяного и нефтехимического машиностроения" Государственной академии нефти и газа иы. И.Ы.Губкина, отдела модульной технологии Института машиноведения РАН, кафедр "Автоматизация технологических процессов" и "Технолог! я масннос.роения" Московского го- ' сударственного технического университета "СТАНКИН", а также на республиканской научно-технической конференции "Проблемные вопросы разя гия н педшашя эффективности внедрения автомата-

ческих производственных комплексов с разной степенью технологической гибкости" в 1989 г. в г.Ташкенте, на семинаре "Новая технология, оборудование, оснастка и инструмент для механической обработк" и сборки" в 1990 г. в г. Москве, на конференции "Автоматизированное проектирование ГШ ыногономонклатур-ного производства" в 1991 г. в г. Киева и на республиканской нау^ю-технической конференции "Качество и надежность технологических систем механообработки" в 1991 г. в г.Краматорске.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовав но 5 печатных работ.

Структура и обьем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы из 85 наи мено! лий, приложений. Она изложена на 202 страницах машинописного текста, включая 65 рисунков и I таблицу.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

'В первой главе приведен анализ проблемы повышения еффе-ктивности единичного и мелкосерийного производства. Показано, что применительно к механической обработке, основным путем ее решения является организация гибких производственных участков интегрированных с САПР ТП, АСТПП, АСУП и др. Однако достижение высокой эффективности при их внедрении в мелкооерийное н особенно единичное производство наталкивается на тру дности связанные с большими интеллектуальными и материальндаи затратами. Поэтому в работе исследуется возможность повда. шя эффективности единичного и мелкосерийного производства путем организации партий из деталей различного наименования. Решение этой задачи возможно в результате униф-нации дотв технологического обеспечения (СТО), позволяют- й ох анизопать ¡. I-гот£.зление деталей широкой номенклатуры псОограничвнноцу чи-

слу технологических процессов.

Анализ работ в области унификации СТО по типовой и групповой технологиям (А.П.Соколовского, Ф.С.Демьянюка, М.С.Краен лыцикова, С.П.Митрофанова, В.В.БойЦОва, Г.К.Горанского, Н.Ы.Капуотина и др.) показал, что сегодня они не позволяют аффективно рещать поставленную задачу. Выход из положения был найден с использованием принципов модульной технологии изготовления деталей, предложенной профессором Базровым Борисом Ыухтарбековичем.

Сущность модульной технологии закл- чается в следующем. Любая деталь рассматривается как совокупность модулей поверхностей (МП), где под МП понимается сочетание поверхностей с помощью кот.орого деталь выполняет ту или инуЬ законченную функцию. Предложенная проф. Базровым Б.М. классификация содержит три класса Ш1 - базирующие ЫП (МПБ), рабочие МП (МПР) и связующие МП (МПС), при этом вся номек.латура МП ограничена 26 наименованиями. Такая ограниченность номенклатуры МП отк-ргэает широкие перспективы в унификации СТО. Методика построения модульных технологических процессов, при этом, будет следующей:

1. Деталь представляется совокупностью МП. Однако, с учетом законов технологии изготовления, МПС присоединяются к МПБ или к МПР образуя интегральные модули поверхностей (МПИ),т.е.

в конечном итоге, деталь представляется совокупностью МПИ.

2. Определяется последовательное! изготовления детали по МПИ, так называемый маршрут МПИ детали.

3. Строится модульный технологический процесс изготовления детали. Построение осуществляется путем деления маршрута ИЛИ на операции - определен,.ем по каждому МШ его техно яогиче-

С] _)Г0 обеспечения (технологического блока СШ) т.е.технологии изгртовл., инструментальной наладки (ИН), оборудования, приспособления, измерительных средств и т.д.).

Такой исход к построению технологических дроцессоэ позволяет решить проблему унификации СТО в условиях единичного и мелкосерийного производства. Схема унификации будет состоять из трех еталов:

на первом - унифицируются ТВ типовых ЫПИ соответствующие им технологическ! средства;

на втором - унифицируются маршруты МПИ деталей;

на третьем - унифицируются модульные технологические процессы. Осуществление такой унификации позволит повысить эф}«к-

г-

тииность единичного и мелкосерийного производства цутем увеличения его серийнооти, т.е. посредством формирования партий "з деталей различного наименования основанного на унификации . модульних технологических процессов.

На основании вышеизложенного и цели работы, были сформированы следующие' задачи :

1. Исследовоть возможность и условия совмещения маршрутов МПИ деталей.

2. Разработать теоретические положения формирования тех-* нологических групп деталей, где под технологической группой понимается множество деталей с единым маршрутом движения по рабочим местам.

3. Разработать методику формирования операций в обобщенном модульно технологическом процессе.

4. Разработав метод формирования партий из деталей различного наименования и построениг' обобщенных дульных озхноло-гических процессов их изготовления.

5. Прове. ги оп~обацию и внедрение результатов исслвдоваг; Ч,

Во второй гла.ю наследуется возможность и условия совмещения маршрутов ЦЛИ деталей с целью разработки теоретических положений формирования технологаческ! с групп деталей. В этой связи,был предложен упрощенный алгоритм решения задачи совмещения маршрутов ШЬ. в общем виде, основанный на многоуровневом попарном совмещении маршрутов. Исходными данными в нем являются индивидуальные маршруты МПИ произвольной номенклатуры деталей.

Под многоуровневым попарным совмещением понимается такой порядок построения обобщенных маршрутов ДПИ деталей, при котором на первом уровне осуществляг-ся попарное совмещение индивидуальных маршрутов МПИ, на втором - обобщенных маршрутов МПИ 1-го уровня; на третьем - обобщенных маршрутов МПИ 2-го уровня и т.д. до тех пор, пока на одном из уровней не останутся обобщенные маршруты ШМ не совмещаемое друг с другом.

Совмещение в пределг с уровня предусматривает два действия :

- перебор всех возможных вариантов попарного совмещения, исз /дных на г 1Кном уровне,м ршрутов МЕ1 деталей;

- выбор наиболее эффективного варианта совмещения.

В схеме перебора возможных вариантов попарного совмещения маршрутов обьекты совмещения и обьекты полученные в результате совмещения представлены в виде, групп маршрутов МПИ.

Группа маршрутов МПИ (в дальнейшем - группа маршрутов) - это совокупность индивидуальных или обобщенных Маршрутов ЦЛИ одной и той же метали или одних и тех же деталей соответственно.

Подобное усложнение обьясняется желанием проанализировать наиболее сложную ситуацию, когда для.каждой детали существует

несколько вариантов маршрута МПИ. В конкретных же условиях любая,группа может состоять из одного маршрута МПИ.

В соответствии с вышеназванной схемой первыми определяют^ варианты совмещения 1-й группы маршрутов с остальными группами, далее 2-й группы маршрутов с остальными группами, исключая 1-ю (с ней совмещение уже осуществилось), потом 3-й группа маршрутов с остальными группами, исключая 1-ю и 2-ю и т.д. до тех пор пока не определятся варианты совмещения предпоследней и последней групп, т.е.проводится попарное совмещение каждой группы маршрутов с остальными группами,исключая те, с которыми совмещении уже осуществилось ранее.

Порядок совмещения 2-х 1*рупп маршрутов следующий : 1-й

с,

маршрут МПИ 1-й группы (какая первая, « какая вторая не имее" значения) совмещается с каждым из маршрутов Ш1И 2-Й группы, 2-П маршрут МШ 1-й группы-с каждый из маршрутов МПИ 2-й груп пы и т.д. до тех пор пока не определятся варианты совмеще' ил последнего маршрута МПИ 1-й группы с каждом из маршрутоь 2-й группа,т.е. определяются все возможные варианты попарного совмещения маршрутов М1М 1-й группы с маршрутами МШ 2-й группы.

Схема совмещения маршрутов МШ в парах представлен? на рис. I. Уоловно совмещаемым маршрутам присвоены обозначения 1-й и 2-й, какой из них 1-й, а какой 2-й не имеет значения. Совмещение осуществляется поэтапно. На первом этагч определяются варианты совмещения 1-го маршрута МШ с 1-й позицией 2-го маршрута МПИ,т.е. анализируются все возможные варианты взаимного расположения 1-й позиции 2-го маршрута с позициями 1-го маршрута. При этом, если у какой-то позиции 1-го маршрута шифр МШ совпадает с шифром МПИ совмещаемой позиции 2-го маршрута, то в обобщенны!* маршрут они войдут в состав!, одной позиции (на рис. I - 1-й этап, 3-й вариант совмещения, позиция В).0Анал

Рис. I. Схема определения возможьы1' вариантов совмещения 2-х маршрутов МЛИ д< алей ("А-В-С..."-1-й маршрут МПИ детали, "В-Д..." -2-й маршрут МПИ детали. -обозначены варианты совмещения в пределах одного уровня.).

л .о на вто; м этапе определяются вар анты совмещения 1-г<-аршрута МШ со 2-й позицией 2-го маршрута МШ и т.д. до тех эр пока на последнем э&пе не определятся варианты совмещения -го маршрута МПИ с последней позицией 2-го маршрута МШ.

Оценка эффективности совмещения 2-х маршрутов МШ проводит-1 комплексному показателе получившему название коэффициента Ьфективности совмещения ( Кэ) и представляющему собой произве-эние коэффициента .овмещения (Кс ) и коэффициента длины (Кэ ) -х маршрутов Ш1И:

Кэ=Кс-Ка (I)

Иод коэффициентом совмещения 2-х маршрутов МШ поь.лаетс-гнешение реального уровня совмещения (Пр) к теоретически воз-

ножному (Пт): flp

Кс= Пт (2)

Реальный уровень совмещения - это количество позиций в обобщенном маршруте МПИ по котором произошло совмещение :

Пр = (fW + flmin ) ~ Пе (3)

где Птах - количество позиций в большем из 2-х совмещаемых маршрутов МПИ; flmin - количество позиций в меньше»* из 2-х совмещаемых

маршрутов МПИ; (1п - количество позиций в обобщенном маршруте МПИ.

Теоретически возможный уровень совмещения - это количестг

позиций в обобщенном маршруте МПИ по которш могло бы произоГ

ти совмещение в самом благоприятном случае,т.е.когда все пози

ции меньшего маршрута МПИ совместились бы с позициями Обольшог

марш; ута МПИ :

11т = Hmih (4)

Следовательно: . . И.

1/ _ (Птах + Птт)- [Is , %

Пт.п (5)

Под коэффициентом * длины 2-х маршрутов МПИ потащатся отношение количества позиций (другими словами длины) меньшего из 2-х совмещаемых маршрутов МПИ (Птл)к количеству позиций (длине) большего маршрута МПИ (Птах):

к«=Йг , <«

Тогда :

V - (Птех + Mmtn) - Пп

При такой структуре Кз может принимать значение в диапс зоне от 0 до I, а критерием эффективности совмещенщ. будет ei максимум (тих Кэ)•

Стратегию выбора наиболее эффективного варианта совмещения в пределах уровня рассмотри по анало-чи со ст атегией перебора, но в обратном порядке.

Алгоритм выбора наиболее эффективного варианта совмеще-ия 2-х маршрутов МШ деталей в виде упрощенной блок-схемы, редставлен на рис. 2. Исходными данными в нем является мно-ество обобщенных маршрутов t/ТИ полученных в результате сов-ещения маршрутов МШ исходной пары с соответствующими коэф-ициентами эффективности совмещения. •*

Использованные обозначения: П = N -число обобщенных аршрутов МНИ в исходном множестве; Км - коэффициент эффек-ивности совмещения, соответствующий П-му обобщенному марш-

I "-< I

| Km«-0 |

,.'уту ШМ; К тех- максимальное значение коэффициента эффектив ности совмещения.

Порядок действий в данном алгоритме понятем из рисунка. Выбор наиболее эффективного варианта совмещения 2-х групп маршрутов осуществляется аналогично предыдущему.

Разработанный алгоритм выбора наиболее эффективного вар; анта попарного совмещения групп маршрутов в пределах одного уровня подробно описан в работе. В нем предусмотрен моханиэм регулирования колич .¡тва итоговых групп маршрутов с помощью ограничения минимального значения коэффициента эффективности совмещения. ■

Представленный алгоритм решения задачи совмещения маршрутов ШМ позволил предложить следующую. схему формирования технологических групп деталей.Вначале детали анализируемой не менклатуры группируются по признаку общности маршрутов МШ • (для этого решается вышеназванная задача).В результате формируются так называемые прсмедуточные группы деталей. Далее детали. кавдой промежуточной группы группируются по признаку соответствия их* технологических параметров технологическим возможностям рабочих мест.

Любая деталь характеризуется тремя группами технологмче"-ских параметров :

- параметрами изготавливаемых МШ;

- параметрами, характеризующими положение изготавливаемых МП11;

- параметрами технологических баз.

Аналогично не. три группы делятся и технологические возможности любого рабочего места *

- возможности станка и инструментальш^; наладок по реализации ТБ;

- возможности станка обусловленные его общей компоновкой

охватываемое разнообразие пространственных расположений обра-атываемых МЛИ);

- вот 'ожности приспособлений.

Только в случае соответствия между описанными группами арактеристик по каждой поз шиш обобщенного маршрута Ш1И деталь ойдет в технологическую группу. Соответствие между первыми руппами характеристик достигаемся в результате выбора рабочих ест.Сделать это легко,так как по каждому типовому ЩИ можно аранее определить перечень оборудования (из имеющегося на частке).обеспечивающего его эффективную обработку.

Соответствие между2-ми и 3-ми группами .арактеристик обе-печивается груга рование^ деталей промежуточной группы по каж-,ой позиции обобщенного маршрута Ш1И. Так как порядок и приз-

п

;аки группирования повторяются,то в пределах одной позиции его добно представить в ввде блока технологического группирования

ПРИЗНАКИ ГРУШГГОаУВ'Я:

I. Конструктивное соответствие детали типу станка.

2. Соответствие габаритов детали размерам рабочей зоны станка.

3. Соответствие уровня точности коор-динирупгих размеров МПИ детали классу точности станка.

4. Соответствие вида и комплекта баз 0цетали виду и комплекту баз приспособления.

Г. Соответствие требований к базированию детали базирующим элементам приспособления по размерам и уровню точности.

Рис. 3. Елок технологического группирования (БТГ).

(БТГ) (рис.3). В соответствии с последним в начале промежуточная группа делится п" конструктивному соответствию детали тип; станка (его компоновки).Это означает, что для каждого типа станка составляется перечень допустимых пространственных расположений изготавливаемых МПИ,согласно которому деталь попадает в ту или иную итоговую группу. Каждая из полученных груш делится в свою очередь на группы по соответствию габаритйв деталей размерам рабочей зоны станка. Детали вноаь полученных групп группируются по соответствию уровня точности координирующих размеров МНИ детали классу точности станка. Следующий отап - группирование по признаку попадания bvvi технологических комплектов баз деталей в разработанный .перечень.Детали групп с одноименным комплектом баз,в свою очередь,делятся на группы в соответствии с требованиями конструктивных элементов приспособлений.

Схема группирования деталей промежуточной группы с помонц БТГ (СГД БТГ) пр< зтавлена на рис.4. Для ее реализации предварительно,по всем позициям обобщенного маршрута МПИ, разрабатываются соответствующие БТГ (БТГ1, БТГ2 и т.д.).

Вначале из исход! Я группы ввделяются детали у которых , обрабатывается 1-й МНИ. Из них с помощью БТГ1 формируются грул пы по обработке 1-го МПИ.Далее чэ полученных групп, включая группу у которой 1-й МШ не обрабатывался,выделяются детали у которых обрабатывается 2-й Ш1И. Из них с помощью БТГ2 формируются группы по обработке 2-го ЫПИ, при этом о целью Уменьшения .количества получавших групп. Детали но обрабатывавшиеся на пре

дыдущей позиции распределяются между деталями у которых такая

о

обработка проводилась. Аналогично формируются группы на остальных позиичях обобщенно! ма4 ¡рута.Группы^по обр "ботке последнего МПИ являются технологическими группами дета î[

»оме уточная |группа деталей!

Выделение деталей у которых / обрабатывается \ 1-й МП/. 4

Формирование г--'гш по обработке 1-го МПИ.

Выделение деталей у которых обрабатывается

2-й МПИ.

Формирование групп по обработке 2-го МПИ.

О

Выделение деталей у которых обрабатывается

3-5 мни.

Формирование' групп по обра-бот : 3-го НИИ.

Формирование г-упп по обработке последнего МПК.

■Техно^к ические группы деталей Рис. 4-.. Схема грулпи: дант дета/ Л промежутч .ной группы с помощь» БТГ (СГД БТ."'.

В третьей глава излагается переход от 06061..иного маршрута МШ к обобщенному модульному технологическому процессу изготовления парт, деталей. Методика проектирования модульного технологического процесса предусматривает три этапа: во-первых, определяется маршрут ШМ детали; во-вторых, по каждому Ыи определится его технологическое обеспечение; в-третьих, маршрут ШИ детали делится На операции.

Реализаци» первых двух р.апов достаточно подробно рассмо-.рена в работах по модульной технологии, поэтому основное внимание в дальне Клеи уделено третьему втаг^.

Он предусматривает прежде всего разделение обобщенного маршрута ШШ н группы позиций использующих однотипное оборудование. Сделать это чегко, так как по каждой позиции необходимое оборудование было определено ранее.'

Следующая „адача заключалась в том,чтобы обеспечить деление каждой группы позиций на операции по критерии минимума ее суммарного технологического цикла изготовления. Подобная эьда-V отно чтся к классу комбинаторных задач, решаемых с помощью метода ветвей и границ. Последний реализуется если выполняются два действия:

1. ^.течение (множество рвений представляемое вершиной, разбив ?.'ся на поп'^но непересекающиеся подмножества, каждое из коте' ос представляется сыном исходной вершины).

2. Получение нижних границ (имеется еторитм для вычисления нижней грш ды стоимости любого решения в подмножестве).

Оба действия присущи данной задаче. Так ветвление осуществляйся пут^-ч переС ра возможных ¿чриантов очередной операции пс процедуре предста шиной ь^виде дерева разбиений у рь„. 5. В соответствии с ней на первом шаге а. .визируются возможные »ариант^ I- операции, при з"">м 1-й вариант - эти- обра-

1-й лаг ветвления варианты 1-й операции

U1S

ш

0...J

2-й шаг ветвления • варианты 2-й операции

]"} Mi

-J )--2о2Нт

—■' ыь„ш0т

3-Г aar ветвления варианты 3-й операции

' 3 ы*

i

Ф-J

Рис.5. процедура "«зтвления при определении возможных-

вариантов деления на операции группы позиций обоощенного маршрута ИЛИ использующих иднот. шое оборудование.

1В

ботка 1-й позиции данной группы,2-й вариант- это обработка пер-их 2-х позиций данной группы, 3-й вариант- обработка первых 3-х позиций и т.д.»т.е. каждый следующий вариант - ото обработка позиций с предццущего варианта шпос еще одна свободная позиция. Последним будет вариант объединяющий обработку всех позиций ""иной группы, следовательно соответствующий ецу операционный цикл совпадает с суымарнш технологическим циклом обработки партии "чталей на данной группа позиций. На втором шаги анализируются возможные варианты 2-й операции, при этом ис-¿однши являются вершины'полученные ранее. По каждой из них

ветвление осуществляется аналогично предддущацу.только рассмат-<

Иваются позиции не вошедшие в 1-е операцию. На третьем ваге анализируются возможш варианты 3-й опера! "и г т.д.

В качестве нижней границы используется суммарный технологически цикл обработки партии деталей до некоторой вершины графа. Граф описывает частичный или полный технологический процесс изготовления партии деталей,поэтоцу нижняя граница определи. -ся т формуле : к!,*' ...

т(0 V* ЧГ

¡3 -Ъ Ьк (8)

где Г - шифр вершины представляющей граф в дереве раабиииий (ругими словами шифр .оследней операми в частичном сили .юлном технологическом процессе изготовления партии детале.. на 3 -ой групп позиций);

гр К)

1<< • суммарный техно/">гический цикл обработки партии деталей на 5-ой группе позиций по ¿-ну технологическому провесу;

К- 4 .К^*' • число операций в ¿-ом технологическом

процессе на £-ой гр-тле позиций; о

Тзк- операционный *шкл обработк^паргии деталей на К -ой операции t -ого технолоп^еского процесса на 5 -оп групг"> позиций, ин определяется методом технического нормирования труда. Поредок определения рассмотрим ниже. г

Предложенные процедура ветвления и алгоритм определения шкних границ определили следующую стратегию решения данноп задачи. В пределах анализируемого шага,определяются все воз-южные варианты соответствующей операции. Из полученного мно-1ества технологических процессов выбираются полные технологические процессы и сравниваются между сойэй, а также с наиболее эффективным (по критериютшТ}'")полным техпроцессом предыдущего чага. Сравнение осуществляется по критерию т'шТз . В результате определяется наиболее эффективный полный технологический процесс данного шага ветвления. Он, в свою очередь, сравниза-

■ о г,

ется с оставшимися неполными технологическими процессами. В конечной итоге, на данном шаге определяются и убиваются все вершины в которых суммарный технологический цикл (полный или неполный) превышает суммарный тахнологический Цикл наиболее эффективного полного техпроцесса. Оставниеся вершины используются на следующем шаге в качестве исходных.

Предложенный алгоритм решения задачи формирования опэра-]}ий. предусматривает многократное определение велцяины операционного цикла обработки партии деталей|Что предполагав аналитический расчет трудоемкости отдельных элементов выполняемой работы и их суммирование.В этой связи была предложена структура затрат времен.. вна операции обобщенного модульного технологического процесса, представленная на рис. 6, где :

,К -число операций на анализируемой группе позиций обобщенного маршрута,использующих однотипнее оборудование;

. 7к -операиионьый цикл обработки партии деталей на К-ой _ операции;

1*1,1, I -число различных по наименованию деталей входящих п партии;

..Ты-.1пер"Ч1"жяый цикл обработки деталей I- 1^ 'на' юно-пан!£ч на ( -ой операции;"

ша

I "г | Хт" 1Гт"*~\

'-----ч--1 '--*——'

С|Й ИЙЗ ЙЗ йЗ Шйй

Рис. 6. Структур;, затрат времени на опершие при обработке партии разноименных деталей.

7пз.К1 -1шт. и -

П1 --

Т-с.о.

-

Т- им. 1пз к1 -

1еп.к1 -

Тйий-

подготовительно-заключительное время на с бработку деталей ¿-го наименования на К-ой операции; штучное время на д^тйль ¿-го наименования на К-ой операпии;

число деталей ¿-го наименования;

подготовительно-заключительное время на получение и сдачу деталей ¿-го наименования,технологической оснастки к ним,ознакомление с документацией и инструктаж мастера на к-ой операции;

подготовительно-заключительное время на переналадку станка и технологической оишстки (к^оыс оснастки относящейся к инструментальным наладкам ТБ) при обработке деталей 1-го наименования на К-ой .операции; подготовительно-заключительное время на переналадку инструментальных наладок 1Б при обработке дзталой 1-го наименования на К-ой операции;

оперативное время на обработку детали ¿ -го ниш ^кова- * ния ка (¿-ой операции;

дополнительное время на обработку детали ¿-го наименования на К-ой операции;

- вспомогательное время на переналадку станка и технологической оснастки (кроме оснастки относящееся . к инструментальные наладкам ТБ)Лри обработке детали ¿-го наименования на К-ой опероции;

- вспомогательное время на переналадку инструментальных наладок ТБ при обработке детали I -го наименования на К-ой операции; ^

- вспомогательное время на установку и снятие детали ¿-го неименования на Х-ой операции;

- оперативное время на обработку ШЯ1 детали 1-го наименования на К-ой операцот;

- время на переналадку станка и технологической оснастки при обработке деталей ¿-го наименования на К-ой операции;

- время на переналадку инструментальных наладок ТБ при обработке деталей ¿-го наименования на К-ой операции.

В соответствии с предложенной структурой величкгла опгфа-ционного цикла будет определяться формулой :

-Ь^-тШт^-т)

В дальнойаем решалась задача нормирования операций предполагающая определение норм времени на каждую состасяющую представленную в формуле (9), в евши с чем был разработан порядок расчета их норм.

Четвертая глаяа посвящена разработке метода организации

партий из деталей различного наименования,содержащего раэрабо-

о

тку исходных данных к задаче формирования партий, группирование деталей поступающих на обработку в партии и разработку сообщенных модульных т хнологических процессов изготовления партий деталей.

• К исходным данным относ .тся :

о

- теологическое обеспечение модульных процзсссз (б-нк гиповых ЛПИ с ихс'/нифк!С!рованньми технологическими срьдст.;ами);

гг- С.О.

Ты

гт-. и.н.

M.xi

Тв.к

1рп. К С тс.о

1П?р.К1 а

гр и.н. Inep.fi

•• описание изготавливаемых детал-й (чертежи деталей, чертежи сборочных единиц, ТУ, спецификация МПИ^и т.д.);

- описание условий изготовления деталей на конкретном участке производства (обобщенные модульные процессы, перечень имеющихся технологических'средств, схема группирования деталей).

Данные третьего тин^ описываются с помощью схемы формирования технологических групп, являющейся индивидуальной для конкретного участка производства, Разрабатывается она в следующем порадке:

1) определяется номенклатура деталей,подлежащих анализу;

2) выбираются детали-представители;

3) проектируются индивидуальные маршруты ИЛИ деталей-представителей;

4) строятся обобщенные маршруты МШ деталей-прбдставите-

лей;

5) формируются промежуточные группы деталей и определяются их характеристики;

6) разрабатываются БТГ;

7) разрабатываются сх и» группирования деталей промежуточных групп с помощью БТГ.

По первым трем позициям решается задача сведения х минимуму числа исходных маршрутов МПИ, по остальным четырем реализуется методика изложенная в Главе 2. Однако при формировании промежуточных групп деталей учитываются следующие обстоятельства. В процессе оперативной работы „ частка невозможно каждый раз при поступлении на" обработку новых деталей решать задачу совмещения индивидуальных маршрутов МПИ. Это' обусловлено тремя причинами:

- во-первых, при поступлении 'на обработку новых деталей потребуется разработка и анализ возможных вариантов их индивидуальных маршрутов МШ;

- во-вторых, номенклатура ? лталей поступивших за короткий

ериод времени (несколько дней) не отражает все разнообразие еталей изготавливаемых на участке в течении года;

- в-третьих, решение задачу совмещения индивидуальных аршрутов ИЛИ в виду большой вычислительной сло\..ости потре-ует много времени.

В атой с 'зи, промежуточные группы из деталей поступаю-их на обработку форыируг^я по косвенному признаку, а именно о признаку совпадения характеристик обрабатываемых деталей, онкретное содержание хйракте, 1стик подробно представлено в аботе.

Группирование деталей поступающих на обработку осуг^ ^тв-яется в три этапа.

На пё^вом этапе формируются промежуточные группы детале: ри этом, в наиболее общем случае, ф мцрование г"уществляет-я но многоуровьевой схеме. Первый уровень - это группировано по пр^наку попадания детали в допустимую номенклатуру де-алей промежуто««ой гру.иш (по наименования), второй уровень -п^ признаку попадания номенклатуры МЛ .угали в допустимую эменклатуру МЛ промежуточной группы, третий уровень - по примну попадания компоновки детали из МЛ в перечень допустимых омпоновок , ¡талей промежуток. ,1 группы, исема группирования «едующая, на первом >., ^внв группированию подвергается исходил группа деталей, на втором - каждая из групп первого уровня, а третьем - каждая из групп второго уровня. Группы, получение на третьем уровне . будут промежуточными группами деталей.

На втором э по, по каждой промежуточной группе ф< «руге я технояог"чвские группы деталей. Порядок формирования р^-зментнруется схемой группирования деталей промежуточной груп-¡1 с помогая БТГ, разработанной в проняпсе одгбтовки исхс, шх $Н| х. Так как, схг-,а въпГ-лнь .' двойственную функцию, а имен-э, с одной стг -шы регламентирует ос.061 ^ иный маршрут МПИ, а

о другой- порядок группирования деталей по каждой позиции

обобщенного маршрута,то в результате ее применения процесс фо-

о о

рмирования технологических групп увязываеюя с процессом проектирования индивидуальных маршрутов МШ группируемых деталей.

Третий этап предусматривает группирование деталей каждой промежуточной группы по. количественному признаку с целью окончательного формировании партий. Но,ввиду редкости возникновения (в единичном и мелкосерийном производстве технологические группы больших размеров формируются редко),в данной работе задача соответствующая. данному этапу не рассматривалась.

Разработка обобщенных модульных процессов изготовления партий деталей осуществляется по методике изложенной в Главе 3 В данной же глава рассматриваются вопросы ее практической реализации. В частности,показано, что деление обобщенного маршрута на группы позк.дий, использующих однотктное оборудование, осуществляется при подготовке исходных данных на этапе разработки БТГ, а деление каждой группы позиций на опорации осуществляется по алгоритму реализующему вышеназванную, методику. Последний подробно рассмотрен в работе.

В пятой главе рассмотрены результаты внедрения на опытном заводе ВЭИ (г.Москва) методических рекомендаций по разработке обобщенных маршрутов МПИ деталей на станках токарной группы,а также результаты опытной обработки деталей штампов на Режевс-ком механическом заводе (г.Рек). п первом случае, с целью выявления закономерностей в порядке изготовления деталей, в рамках опытного участка, был проведен анализ возможных-вариантов индивидуальных маршрутов МШ деталей, Результатом стала обобщенная схема маршрутов МШ дета-. :й представляющая собой графическое изображение обобщенных маршрутов МШ данного участка производства. Во втором случае была проведена опытная обработка

еталей штампов, включающая груплироваийе деталей в технологи-ёокие группы (схема группирования представлена в работе),раз-: аботку обобщенных модульных технологических процессов,запуск

о

^талей в обработку партиями. На заводе ВЭИ, в1990 г. ожида-мый экономический эффект от внедрения вышеназванной методики оставил 27 тыс.руб. в год,а главным результатом опытной обра-отки деталей на Режевском механическом заводе стало сгпжение рудоемкости в среднем на 33,2

Во второй части главы, в качестве примера,представлена истома кодирования деталей внедрения на участке изготовления нампоз Режевского механического завода.Она необходима для обе-:печения группирования деталей штамйов в технологические группа по косвенному признаку (признаку попадания кода детали в юречень кодов технологической группы.

ОСНОЕНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Р_шена задача формирования партий 8 единичном и мелко-¡ерийном производстве из деталей ря^"ччного наименования, за ¡чет организации изготовления деталей по обобщенным^модульным <ехнологическим прокэсоам.

2. В результате проведенных исследований :

- установль л возможность унификации модульных трхнологи-¡еских процесоов изготовления деталей| в единичном и мелкосе->ийном производстве;

- доказано, что перебор возможных вариантов совмещения юршрутог. ¡¿ПИ дотлей моаро осуществить о помп чью упрощенного »лгоритма по многоуровневой схеми,

. - продложон алгоритм рчбора наиболее эффективного вариян-га по/?арног . совмещен..л маршрутов ИГМ деталей в' прспелкх'одно-чо уро:' .п, при гь-ом в^ачестве критерия эффехтинностг'.со^мещо-

ния маршрутов ШШ в парах попользуется максимум коэффициента эффективности совмещения 2-х маршрутов МШ;

- показаь., что основой формирования технологических групп является общность маршрутов МПИ деталей и соответствие характеристик деталей технологическим возможностям испол-jye-мых °бочих мест;

- определены принципы формирования операций обобщенного модульного тг'^ологичоского процесса изготовления партии деталей;

- установлена структура операционного цикла модульного технологического пропесса;

- разраб ана стратегия применения метода ветвей и границ для решения зад и деления на операции r^vnmi позиций обобщенного ыашрута ЦПИ использующих однотипное оборудование.

3. Изложепныв в пункте 2 результаты исследований позволили разработать метод организации партий кз деталей различного наименования в условиях единичного я мелкосерийного .po83i ¡ства.

4. Разработаны методики :

- унификации маршрутов ИЛИ деталей;

- (^ру-оованкя технологических гтрупп по признаку общности м. .прутов МШ аталей;

- роектирования сэраций обобщенного модульного техно-лг ического процесса изготовления партии зталей.

5. Разрас ганы алгоритмы И пакеты прикладных программ.

ОСЮагЩ ПЕЧАТНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ .^ССЬРТАЦИИ

I. Базров Б.М,,Панчук А.Г.«Сорокин А.И. Проектирование техьолог гических процессов изготовления деталей при организации пото-

о.

ков в серийном и мелкосерийном производстве.Материалы семинара "Новая технология,оборудование,оснастка и инструмент для механической обработки и сборки"*-М.:т\ЧДНТП, 1990.-С.90-94.

I. Базров Б.М.,Сорокин А.И.,Панчук А.Г. Принципы организации модульных технологических процессов механической обработки деталей. Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции "Качество и надежность технологических систем ¿.ехано-обраЗотки". 21-22 мая 1991 года.Краматорск: КШ,1991,с.З.

л

i. Назрей Б.М..Сорокин А.И.,Панчук А»Г. Организация изготовления деталей в условиях многономенклатурного производства на принципах поточных форм обработки. Тезисы докладов-конференции "Автоматизированное проектировану-1 ГШ многономенклатурного производства". 9-10 апреля 1991 года. Киев: Общество "Знание"', 1991, с.23.

^ Базров Б.М..Сорокин А.И.,Панчук А.Г0 Организация работы ГПС механообработки на основе принципов модульной технологии. Тезисы докладов участников респуоликансокй научно-технической конференции "Проблемные вопросы развития и повышения эффективности внедрения автоматических производственных комплексов с разной степенью технологической гибкости". 2-3 ноября 1989 года. Ташкент: ВДНТ, IS&9. е. 14-15. Панчу к А.Г. Организационные формы модульной обработки дета- ' лей на статном участче Создание опытного у астка модульной обработки деталей. Отчет по х д НИР # I26-Ö7, № гос.оегист-рации 0I88006677I. М.: НИНГ, 1989, 194 с.