Рассмотрим предлагаемую методику на примере нервюры закрылка, с использованием концепции проектирования на основе мастер - модели.

Концепция проектирования на основе мастер - модели - это метод согласованного выполнения всего комплекса работ CAD\CAM (параллельный инженеринг). Это предусматривает доступ подразделений фирмы, выполняющих различные функции, к модели, детали, узла на стадии ее разработки (рисунок 19). Реализация этой концепции возможна, если для выполнения каждой задачи используется отдельный файл, связанный по ссылке с файлом исходной модели (мастер - модели). Тогда при проведении изменений в мастер - модели изменения в связных файлах происходят автоматически или с небольшими потерями времени. Такая организация работ позволяет максимально реализовать принцип параллельного инженеринга.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 19 - Концепция мастер - модели в среде IMAN

Основным источником информации для проектирования КЭМ (рисунок 20) детали является ТЭМ и конструкторская документация в виде чертежей запущенных в производство.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 20 - КЭМ нервюры

Нервюра входит в состав закрылка, следовательно, КЭМ нервюры должен быть выполнен в соответствии с требованиями, заложенными конструкторской документацией и ТЭМ данного сборочного узла (рисунок 20).

Механизация крыла Як - 130 состоит из выдвижных закрылков с неподвижными дефлекторами и отклоняемых носков, установленных по всему размаху крыла.

Закрылком - называется профилированная подвижная часть крыла, расположенная в его хвостовой части и отклоняемая вниз для увеличения подъемной силы.

Выдвижной закрылок - закрылок, поворачиваемый относительно оси вращения и одновременно смещается назад вдоль хорды крыла для увеличения его площади.

Конструкция закрылка состоит из каркаса и обшивки. Каркас состоит из одного лонжерона и набора нервюр, на лонжероне устанавливаются узлы навески закрылка и управления. Навеска закрылка осуществляется при помощи двух кронштейнов, устанавливаемых на стыках усиленных нервюр и лонжерона (задней стенки) крыла.

1 - нервюра; 2 - лонжерон; 3 - сухарь хвостовой; 4 - обтекатель; 5 - кронштейн.

Рисунок 21 - КЭМ сборочного узла

Моделируемый КЭМ содержит информацию, заложенную в чертежах. Если разбивка отверстий задается в чертеже на деталь, то она выполняется в КЭМ детали (рисунок 22), если задается по сборочному чертежу, то разбивка отверстий выполняется на данной детали в файле КЭМ сборки.

Рисунок 22- КЭМ детали с осями крепежа

Разработка электронных геометрических источников ЭМш выполняется в среде СУДП, в объеме существующих ведомостей ПШО.

Ревизия на шаблоны, изготавливаемые только в электронном виде с последующей передачей их для написания программ на раскройный центр и станки с ЧПУ создаются в системе iman и имеют название исходя из ведомости ПШО с пометкой электронный вид (э), например:

ЭМш предназначен для разработки на его безе управляющих программ для раскроя заготовок на раскройном центре и изготовления деталей на станках с ЧПУ.

Схема увязки электронных геометрических данных при разработке ЭМш примет вид, показанный на (рисунке 23).



Рисунок 23 - Схема увязки электронных геометрических данных при разработке ЭМш

Таким образом ЭМш создается с файла КЭМ с учетом сборочного файла с котором произведена расстановка всех деталей входящих в состав сборки по своим координатам и проставлены все имеющиеся крепежные отверстия.

При работе в системе управления данными о продукте (СУДП) Teamcenter Engeering ревизия компонента создается группой ПШО в СТО ЗШП.

Конструктору необходимо создать процедуру на проектирование ГИ. Ревизия данного процесса имеет вид (рисунок 24).



Рисунок 24 - Пример набора данных, созданных при выполнении работы по запуску ГИ

На каждый помещенный файл создается свой набор данных, имеющий следующий вид:



Данный текстовый документ копируется и вставляется в каждую последующую имеющуюся ревизию шаблона.

При разработке ЭМш предъявляются определенные требования к файлам в формате DWG в среде СУДП, рассмотренные далее.

При создании файла ЭМш ACAD в окне “Создание набора данных” добавляется текст, например. “ЭМш 130.11.044.01.00.005 ”.

Файл ЭМш ACAD должен быть создан в ревизии шаблона, в которой был создан файл ЭМш UG.

Примечание: Для ЭМш на детали из прессованных профилей допускается общую информацию давать для одной полки.

Проведение изменений. Основанием для проведения изменений являются:

- извещения об изменении (ИИ);

- предварительные извещения (ПИ);

- листки уточнения спецификаций (ЛУС);

- листки изменения чертежей СТО (ЛИЧ) или извещения об изменении;

- измененные или разработанные вновь ведомости ПШО;

- извещения об изменении КЭМ;

- устранение ошибок при разработке.

ЛИГИ - (Листок Изменения Геометрической Информации) бланк форматом А4 оформляется при запуске шаблонов, выполняется в файле эскиза шаблона с последующим выводом на печать и росписью конструктора, контролера и начальника КБ отдела геометрической информации (ОГИ) в соответствующих графах, сканируется в формат.pdf и помещается в СУДП с привязкой к ревизии шаблона.

Набор данных имеет тип Picture. Имя файлу присваивается следующим образом к авиационному номеру детали. Добавляется информация «ЛИГИ» (рисунок 25).

Рисунок 25 - Листок изменений геометрической информации

Все проводимые изменения, заносятся в файл ЛИГИ в следующем порядке: оригинал ЛИГИ выводится на печать из среды СУДП, после внесения в него необходимых изменений ЛИГИ сканируется и помещается в СУДП вновь.

В случае сложности форм для создания средств СТО необходимо выполнить промежуточную модель (в случае изготовления не за один а за несколько переходов).

Рассмотрим управления данными на примере изготовления детали за два перехода.

Для проектирования ТхЭМ детали первого и второго перехода и КЭМо первого и второго перехода необходимо создать процедуру в системе Teamcenter Engineering. Процедура создается в папке СТО второго порядка с привязкой к ревизии на разработку КЭМ детали и имеет вид, показанный на рисунке 26. На каждый из ТхЭМов первого и второго переходов и КЭМов оснастки первого и второго переходов необходимо создать свои наборы UG мастер модели.

Рисунок 26 - Набор данных, созданных при выполнении работы по запуску ГИ для детали за два перехода

На основании КЭМ и ТхЭМ разрабатывается конструктивный электронный макет оснастки (КЭМо) - выполненный технологическими отделами в системе СAD/CAM, по КД деталей и узлов изделия по номенклатуре и требованиям, установленным директивными технологическими материалами. С электронного макета оснастки снимается информация, и составляются управляющие программы для обработки оснастки на станках с числовым программным управлением (ЧПУ).

Полученный таким образом контур оснастки поступает на координатно-измерительную машину (КИМ), на которой получившееся поверхность сравнивается с КЭМо. Существует обратная связь между оснасткой и координатно-измерительной машиной, если возникают отклонения от заданного контура, вносятся коррективы, учитывающие возмущающее воздействия в управляющую программу.

2.4 Применение методики передачи геометрической информации, на примере детали изготовленной за два перехода

Данная деталь изготавливается за два перехода (рисунок 27). Для изготовления оснастки детали необходимо создать ТхЭМ детали первого перехода (рисунок 28).

Рисунок 27 - Изготовление детали за два перехода

Рисунок 28 - ТхЭМ детали первого перехода

На этом этапе на основе KЭМ и ТхЭМ производится разработка КЭМ оснастки с учетом переходов формообразования детали (рисунки 29, 30) и написание программ для изготовления заготовительно-штамповочной оснастки для станков с числовым программным управлением.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 29 - КЭМ оснастки первого перехода

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 30 - КЭМ оснастки второго перехода

Разработка электронных шаблонов, сопровождение геометрической информации в системе управления данными Teamcenter Engineering производится аналогично операциям, рассмотренным ранее в разделе о применении предлагаемой методике передачи геометрической информации на примере нервюры.

Для того чтобы, написать программу для раскроя детали на раскройном центре AERO TM-31-MP, необходимо изготовить электронный макет шаблона (ЭМш).

На заводе запущен в эксплуатацию новый фрезерный раскройный центр французской фирмы Le Creneau Industriel. Он предназначен для группового раскроя деталей и сверления отверстий в листовых деталях в заготовительно-штамповочном производстве. Станок оборудован системой ЧПУ со встроенным пакетом программирования Act/Cut, который на основе DWG-файлов системы AutoCAD автоматически или полуавтоматически делает раскладку деталей и генерирует программу обработки.

Характеристики станка:

- размер стола 4000х1500 мм;

- магазин 16 инструментов;

- частота вращения шпинделя до 18000 об/мин;

- скорость холостых перемещений 20000-25000 мм/мин.

Поставляемое с установкой программное обеспечение позволяет разрабатывать управляющие программы для многодетального раскроя листов и оптимизировать раскладку деталей на листе.

С использованием этих установок производство предполагает сократить цикл изготовления деталей и получить экономию металла.

Для написания программы для раскроя детали на раскройном центре AERO TM-31-MP, необходимо изготовить электронный макет шаблона (ЭМш).

ЭМш представляет собой файл в формате.dwg, выполненный в системе Auto CAD. В ЭМш выполнена развертка детали с учетом погрешности возникающей при формообразовании листовой детали (рисунок 31).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 31 - Развертка детали в формате.dwg

Программа Act/Cut, на основе DWG- файлов составляет управляющею программу на обработку заготовок (рисунок 32).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 32 - Программа Act/Cut для раскройного центра

Производит автоматическое размещение заготовок на листе, выдает время на обработку, коэффициент использования материала (рисунок 33).

Рисунок 33 - Схема раскроя листовых заготовок

Программа позволяет определить количество переходов инструмента, наглядно показать траекторию движения инструмента (рисунок 34).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 34 - Траектория движения инструмента (сверление)

Передача управляющей программы с использованием БД IMAN. После расчета управляющей программы она передается в БД IMAN. Раскройный центр подключен к локальной сети, т.е. имеет непосредственный доступ к базе данных. Преимущество такого взаимодействия с системой IMAN заключается в следующем:

- контроль управляющей программы непосредственно в БД IMAN;

- оператор раскройного центра имеет непосредственный доступ в базу данных, тем самым сокращается время передачи УП. Это позволяет непосредственно выполнять доработку УП непосредственно в БД IMAN, а также ускорить передачу УП на станок с ЧПУ.

Использование комбинированного метода технологической подготовки производства. При технологической подготовке производства в системе IMAN, изготовление шаблонов (контуров заготовок) и технологической оснастки производится при помощи системы Unigraphics и AutoCAD. При этом способе точность контроля изготовления СТО помогает решить координатно-измерительные машины имеющие ряд функциональных возможностей. Координатно-измерительные машины являются универсальными средствами контроля или измерения и предназначены:

- для контроля или измерения геометрических параметров средств технологического оснащения (СТО), авиационных деталей и сборочных единиц, контроль которых обычными методами невозможен или требует применения сложных контрольных приспособлений;

- для подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ методом автоматического и ручного сканирования, с применением набора программного обеспечения и инструмента, прилагаемых к машине, и разработанных и изготовленных на предприятии;

- для подготовки геометрической информации на детали или СТО, изготовленные вручную и не имеющих математических данных.

С помощью КИМ контролируются геометрические параметры следующих изделий:

- эталоны и макеты поверхностей из различных материалов;

- заготовительно-штамповочная оснастка;

- элементы сборочной и эталонной оснастки;

- авиационные детали и сборочные единицы.

Для контроля оснастки и деталей используется контрольно-измерительной машиной типа ТСХ-8000. КИМ ТСХ-8000 и имеет два независимых портала, позволяющих производить одновременно различные операции контроля и сканирования. Закуплен новый вид контрольно-измерительных машин типа “ломающейся руки” - Romer, который позволяет проводить измерения на рабочем месте с автоматической выдачей протокола измерений (рисунок 35). Основная функциональность “руки” базируется на применении электронных макетов деталей.

Наряду с операциями контроля КИМ является связующим звеном между плазово - шаблонным методом и без шаблонном методе изготовления технологической оснастки и используется для:

- разработки управляющих программ для станков с ЧПУ методом

плоской или объемной разметки линий на деталях и СТО;

- в целях экономии трудовых и материальных ресурсов, для доработки старой технологической оснастки с использованием современных средств автоматизированного проектирования.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 35 - Сканирование контура заготовки с помощью - Romer

IMAN управляет данными, предоставляет единую среду для теоретических разработок, конструирования, технологической проработки и производства. При работе в различных приложениях под управлением IMAN пользователь получает возможность создавать и хранить данные различных видов (электронные макеты, электронные чертежи и текстовые документы, растровую графику и пр.) в единой для всех рабочих станций сети базе данных.

2.5 Сравнительный анализ базового и проектируемого технологического процесса изготовления детали

Для сравнительного анализа предварительно составим схемы увязки технологической оснастки как базовым (рисунок 36), так и проектируемым (рисунок 37) методами изготовления детали.



Рисунок 36 - Схема увязки по базовому методу

Рисунок 37 - Схема увязки по проектируемому методу

Произведем расчет по базовому методу. При данном варианте увязки технологической оснастки (эталонно - шаблонном методе) операции построения всех сложных поверхностей изделия выполняются при предварительном изготовлении специальных эталонов формы и размеров.

Имея схему увязки и зная допускаемые отклонения размеров контуров выходящих на обвод самолета, не составляет труда сделать размерную цепь для изготовления детали.

Размерной цепью называют всякую замкнутую систему взаимосвязанных размеров.

Размер, с которого начинается перенесение его на деталь, (размер инструмента, плаза) называется первичным.

Технологические размеры и их изменения, входящие в состав технологической размерной цепи, называются составляющими звеньями цепи. Размер, возникающий в результате выполнения всех составляющих звеньев цепи, называется замыкающим звеном технологической размерной цепи.

Погрешности возникают на каждом этапе переноса размеров и формы при образовании действительного размера изделия. В процессе этого накопления происходит накопление погрешностей.

При единичном, мелко- и среднесерийном производстве расчет точности обычно ведут по максимуму и минимуму с учетом того, что суммарная погрешность конечного размера детали определяется алгебраической суммой максимальных значений поэтапных погрешностей.

Составим уравнение погрешности в общем виде:

?п = дэм + дкпк + дшвк+ дшкс + дстанок, (5)

где ?п - погрешность гибочной оснастки;

д_тэм - погрешность электронного макета (0, 001);

д_кпк - погрешность КПК();

д_кпк - погрешность отрисовки КПК (0, 01);

д_швк - погрешность ШВК (шаблона внутреннего контура) (-0, 15);

д_шкс - погрешность ШКС (шаблон контура сечения) (0, 2);

д_шр - погрешность изготовления ШР (шаблона развертки) (0, 15);

д_{заготовки} - погрешность изготовления заготовки (0, 1);

д_станок - погрешность станка (0, 01).

Величины допустимых значений поэтапных погрешностей при плазово-шаблонном методе, которыми следует пользоваться при расчете суммарной погрешности размеров деталей приведены в таблице 2.

Вычислим значение погрешности:

?l =(0, 001)+()+(0, 01)+(-0, 15)+(0, 2)+(0, 015)+(0, 2)+(0, 1)=+0, 826

-0, 811.

Таблица 2 - Допустимые погрешности при изготовлении деталей плазово - шаблонным методом в миллиметрах

Этап переноса размеров	Допустимая погрешность
	Контура	Межцентрового расстояния отверстий
ТЭМ	0, 001	0, 001
КПК	-0, 1 +0, 3	0, 01
Отрисовка КПК	0, 01	0, 01
ШВК	-0, 15	0, 01
ШКС	0, 2	-
ШР	0, 15	0, 01
Заготовка	0, 2	0, 01
Станок	0, 1	0, 01

Точность изготовления элементов конструкции сборочной единицы характеризуется отклонением их действительных размеров от номинальных. При этом разница между действительным (д) и номинальным (н) размерами называют производственной погрешностью п т.е.:

Произведем расчет по проектируемому методу. В данном варианте погрешность зависит только от:

- точности ТЭМ - (0, 001);

- точность Эмш - (0, 001);

- точности обработки станка - (0, 1);

- точность обработки на раскройном центре - (0, 01).

Величины допустимых значений поэтапных погрешностей при бесшаблонном методе, которыми следует пользоваться при расчете суммарной погрешности размеров деталей приведены в таблице 3.

Вычислим значение погрешности:

?п =(0, 001)+ (0, 001)+( 0, 1) +( 0, 01) =+0.112-0.112.

Таблица 3 - Допустимые погрешности при изготовлении деталей бесшаблонным методом в миллиметрах

Этап переноса размеров	Допустимая погрешность
	Контура	Межцентрового расстояния отверстий
ТЭМ	0, 001	0, 001
ЭМш	0, 001	0, 001
ЧПУ	0, 1	0, 001
Раскройный центр	0, 01	0, 001

Так как допускаемые отклонения размеров на агрегаты фюзеляжа и гондол для самолетов со скоростью полета составляет 0, 8…1, 5 мм. Можно сказать, что проектируемый вариант наиболее предпочтителен, так как погрешность составляет меньшую величину по сравнению с базовым методом изготовления.

Автоматизация научно - технической инженерной деятельности на предприятии, на этапах проектирования и производства, внедрение в производственный процесс новейших прикладных компьютерных технологий, применение новых обрабатываемых станков (раскройный центр, станки с ЧПУ). Позволило производить продукцию с высоким качеством и высокой точностью, в сжатые сроки.

3. РАСЧЕТ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ

3.1 Определение экономической эффективности

При сравнении двух вариантов технологического решения с целью выбора наиболее эффективного, применяется показатель сравнительной экономической эффективности «приведенные затраты».

Рассмотрим два варианта технологии изготовления нервюры: базовый и проектируемый. При базовом варианте эталон носитель формы поверхности нервюры изготавливается вручную, на инструментальном стенде, при помощи шаблонов ШКС; ШВК и специальных инструментов (электрорубанок). При проектируемом варианте эталон изготавливается на станке с ЧПУ, контролируется на КИМ ТСХ 8000 (контрольно-измерительная машина).

Приведенные затраты определим по формуле:

(6)

где З_i - приведенные затраты для i-го варианта, руб./год;

Е_Н=1 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, руб./год;

К_i - единовременные капитальные вложения в производственные фонды для i-го варианта, руб./год;

С_i - себестоимость изготовления годового объема продукции для i-го варианта, руб./год.

3.2 Определение капитальных вложений по базовому варианту технологического процесса

Капитальные затраты К_баз. можно расписать как сумму затрат на следующие капиталовложения:

(7)

где К_об - капитальные затраты на оборудование, руб.;

К_п.п. - капитальные вложения в производственную площадь, руб.;

К_б.п. - капитальные вложения на бытовую площадь, руб.;

К_инв. - капитальные вложения на инвентарь, руб.;

К_осн. - капитальные вложения на оснастку, руб.

Определим капитальные затраты по каждому из суммируемых капиталовложений. Исходные данные взяты из фактических данных цеха 25.

Капитальные затраты на оборудование:

где Ц_об - цена инструментального стенда, руб., Ц_об =20000 руб.;

N_об. - количество - 1;

Капитальные затраты на производственные площади:

где - цена одного квадратного метра производительной площади, руб., Ц(1 м²) = 6000 руб.;

производственная площадь, м², = 75 м²;

Капитальные затраты на бытовые площади:

где цена 1м² бытовой площади, руб.,

= 8000 руб.;

число основных рабочих, чел., =5 чел.;

норма бытовой площади на одного рабочего, м², =5-7 м²;

Вложения в инвентарь в основном состоят из затрат на электрорубанок и на доводочные материалы типа наждачной бумаги и т.п.:

Капитальные затраты на оснастку:

где цена шаблона, руб., =300 руб.;

количество шаблонов, шт., N=25 шт.;

Результаты расчетов подставим в формулу 7 и посчитаем капитальные вложения по базовому варианту:

Для дальнейших расчетов применяем капитальные вложения по базовому варианту 765500 тысячи рублей.

3.3 Определение капитальных вложений по проектному варианту технологического процесса

Капитальные затраты по проектному варианту определим по формуле:

.

Определим капитальные затраты по каждому из суммируемых капиталовложений.

Определение капитальных затрат на оборудование. Так как оборудование для изготовления гибочной оснастки загружено не полностью, необходимо определить коэффициент загрузки станка ЧПУ, КИМ и ПК.

Коэффициент загрузки рассчитывается как фактическое рабочее время в год, деленный на действительный фонд рабочего времени:

где фактический фонд рабочего времени оборудования (ЧПУ), ч, =17 ч;

фактический фонд рабочего времени оборудования (КИМ), ч, =5 ч;

фактический фонд рабочего времени оборудования (ПК), ч, =63 ч;

действительный фонд рабочего времени оборудования, ч/год, =2016 ч/год;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., =10шт.

Подставляя значения в формулу, определим:

ѕ коэффициент загрузки станка ЧПУ (), станок работает в две смены:

;

ѕ коэффициент загрузки КИМ ():

;

ѕ коэффициент загрузки ПК ():

.

Все вычисленные значения подставим в таблицу 4.

Таблица 4 - Оборудование

Оборудование	Цена, руб.	Коэффициент загрузки	Цена в зависимости от % загрузки, руб.	Количество	Занимаемая производственная площадь
Станок с ЧПУ	340000	4, 2%	14280	1	52 м2
КИМ	360000	2, 5%	9000	1	18 м2
Компьютер	30000	31%	9300	1	6 м2

Общие капитальные затраты на оборудование составят:

Определим капитальные затраты на производственные площади, для чего подставим данные таблицы 4 в формулу:

где - цена одного квадратного метра производственной площади, руб., = 6000 руб.;

Определение капитальных затрат на бытовую площадь:

где цена одного квадратного метра бытовой площади, руб., =8000 руб.;

число основных рабочих, чел., = 3 чел.;

норма бытовой площади на одного рабочего, м², = 5-7 м²;

Капитальные затраты на инвентарь () составляют 2-3% от , =750 руб.

Суммируем все показатели капитальных вложений по проектному методу:

Данные вышеприведенных расчетов сводим в таблицу 5.

Таблица 5 - Капитальные вложения

Наименование капитальных вложений	Базовый вариант (руб.)	Проектный вариант (руб.)
1	2	3
Капитальные вложения на оборудование	20000	32580
Капитальные вложения в производственные площади	450000	456000
Капитальные вложения в бытовую площадь	280000	168000
Капитальные вложения в инвентарь	8000	750
Капитальные вложения в оснастку	7500	-
Итого	765500	657330

3.4 Расчет технологической себестоимости по двум вариантам технологического процесса

Технологическая себестоимость изделия складывается из следующих затрат: основной и дополнительной заработной платы производственных рабочих (с отчислением в фонд социального страхования), содержание оборудования:

где заработная плата основных рабочих, руб.;

заработная плата контролера, руб.;

заработная плата вспомогательных рабочих, руб.;

затраты на инструмент, руб.;

амортизация здания, руб.;

амортизация оборудования, руб.;

затраты на текущий ремонт, руб.;

затраты на воду, руб.;

затраты на электроэнергию, руб.;

единый социальный налог основных рабочих, руб.;

единый социальный налог контролера, руб.

3.4.1 Расчет технологической себестоимости базового варианта

Заработная плата основных рабочих составит:

где тарифная ставка, руб./час, =20 руб./час;

время, затраченное на производство гибочной оправки, ч;

=60 ч;

количество основных рабочих, чел., = 5 чел.;

коэффициент, учитывающий премию, районный коэффициент, северную надбавку, =1.87;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., = 10шт.;

Дополнительная заработная плата основных рабочих составляет 10% от заработной платы основной:

Единый социальный налог (ЕСН) составляет 26% от суммы основной и дополнительной заработной платы:

Основная заработная плата рабочих составит сумму из заработной платы основных рабочих и дополнительной заработной платы основных рабочих:

Произведем расчет основной заработной платы контролера:

где тарифная ставка, руб./час, =30 руб./час;

время, затраченное на контроль гибочной оснастки, ч, =20 ч;

количество контролеров, чел, =1;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., =10шт.;

коэффициент, учитывающий премию, районный коэффициент, северную надбавку, =1.87;

Дополнительная заработная плата контролера составляет 10% от его основной заработной платы:

Единый социальный налог (ЕСН) составляет 26% от основной и дополнительной заработной платы:

Основная заработная плата контролера составит сумму из заработной платы контролера и дополнительной заработной платы контролера:

Произведем расчет заработной платы вспомогательных рабочих. Заработную плата вспомогательных рабочих принимаем, как 20% от заработной платы основных рабочих:

Рассчитаем амортизационные затраты инструментального стенда в год:

где цена оборудования, руб., =20000 руб.;

процент амортизационных отчислений, =15%;

Затраты на текущий ремонт можно представить как процентную составляющую от стоимости оборудования, которая составляет 10%:

Рассчитаем затраты на силовую электроэнергию, затрачиваемую в год:

где цена 1кВт/час силовой энергии, руб.,

=0.42 руб.;

мощность установки, кВт, = 4, 6 кВт;

коэффициент загрузки, 0.80.85;

коэффициент спроса, 0.20.3;

норма времени работы оборудования, ч/ед., =60 ч/ед.;

количество оборудования, шт., =1 шт.;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., =10 шт.

Подставив значения и рассчитаем расход на силовую энергию затрачиваемую в год:

Произведем расчет затрат на амортизацию здания, затрачиваемую в год:

где цена одного квадратного метра, руб., =6000 руб.;

процент амортизационных отчислений, =2.4%;

площадь производственного здания, м², =75 м²;

Произведем расчет затрат на воду для хозяйственных нужд с учетом программы выпуска деталей в год:

где цена 1 м³ воды, руб., =4.54руб.;

расход воды на одного человека, м³/час, =0.004 м³/час;

численность основных производственных рабочих, чел, =5 чел.; норма времени на одно изделие, час/ед., =60 час/ед.; годовой приведенный выпуск продукции, шт., = 10 шт.;

После расчета всех затрат можно произвести расчет технологической себестоимости по базовому варианту:



3.4.2 Расчет технологической себестоимости проектного варианта

Расчет основной заработной платы произведем по формуле:

где тарифная ставка, руб./час, =25 руб./час;

время, затраченное на производство гибочной оснастки, час. Из имеющихся данных об аналогичных операциях при подобном производстве, время в проектном варианте меньше времени в базовом варианте в среднем на 40-45 часов. Исходя из этого, принимаем ;

количество основных рабочих, чел. Исходя из норм обслуживания станков при аналогичных работах в настоящее время, принимаем =0, 5 чел.;

коэффициент, учитывающий премию, северный и районный коэффициенты, =1.87;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., = 10 шт.;

Дополнительная заработная плата основных рабочих составляет 10% от основной заработной платы. Отсюда следует:

Единый социальный налог (ЕСН) составляет 26% от основной и дополнительной заработной платы:



Основная заработная плата рабочих составит сумму из заработной платы основных рабочих и дополнительной заработной платы основных рабочих:

Рассчитаем заработную плату оператора КИМ:

где тарифная ставка, руб./час, =30 руб./час;

время, затраченное на контроль гибочной оснастки, ч, 5 ч.;

количество основных рабочих, чел., =1 чел.;

коэффициент, учитывающий премию, северный и районный коэффициенты, =1.87;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., = 10 шт.;

Дополнительная заработная плата оператора КИМ составляет 10% от основной заработной платы. Отсюда следует:

Единый социальный налог (ЕСН) составляет 26% от основной и дополнительной заработной платы:



Основная заработная плата оператора КИМ составит сумму из основной и дополнительной заработной платы оператора КИМ:

Для того чтобы оборудование находилось всегда в рабочем состоянии, необходим наладчик оборудования. Рассчитаем заработную плату наладчика по формуле:

где тарифная ставка, руб./час, =30 руб./час;

время работы наладчика, ч, 5 ч.;

количество наладчиков, чел. Исходя из норм обслуживания станков в настоящее время при аналогичных работах, принимаем =0, 25 чел.;коэффициент, учитывающий премию, северный и районный коэффициенты, =1.87;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., = 10 шт.;

Дополнительная заработная плата наладчика составляет 10% от основной заработной платы. Отсюда следует:

Единый социальный налог (ЕСН) составляет 26% от заработной платы основной и дополнительной:



После расчета составляющих заработной платы наладчика произведем расчет основной заработной платы:

Заработная плата вспомогательных рабочих - принимаем 20% от заработной платы основных рабочих:

Произведем расчет затрат на силовую энергию затрачиваемую в год:

где цена 1кВт/час силовой энергии, руб., =0.42 руб.;

мощность установки (станок ЧПУ), кВт, =15 кВт;

коэффициент загрузки, 0.80.85;

коэффициент спроса, 0.20.3;

действительный фонд рабочего времени оборудования

(станок ЧПУ), ч, =17 ч;

количество оборудования, шт., =1 шт.;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., =10 шт.;

Рассчитаем амортизационные затраты оборудования станка ЧПУ в год:



где цена оборудования, руб., =340000 руб.;

процент амортизационных отчислений, =15%;

Произведем расчет затрат на амортизацию здания, затрачиваемую в год:

где цена одного квадратного метра, руб., =6000 руб.;

процент амортизационных отчислений, =2.4%;

площадь производственного здания, м², =75 м²;

Произведем расчет затрат на воду для хозяйственных нужд с учетом программы выпуска деталей в год:

где цена 1 м³ воды, руб., =4.54руб.;

расход воды на одного человека, м³/час, =0.004 м³/час;

численность основных производственных рабочих, чел, =0.5 чел.;

норма времени на одно изделие, час/ед., =17 час/ед.;

годовой приведенный выпуск продукции, шт., = 10 шт.;

После расчета всех затрат можно произвести расчет технологической себестоимости по проектному варианту:

Данные расчетов сведем в таблицу 6.

Таблица 6 - Технологическая себестоимость

Наименование затрат	Сумма затрат по базовому варианту, руб.	Сумма затрат по проектному варианту, руб.
1	2	3
З.П. основных рабочих	123420	4371, 13
З.П. вспомогательных рабочих	24684	874, 23
З.П. оператора КИМ	-	3085, 5
З.П. наладчика	-	178, 33
З.П. контролера	12342	-
Е.С.Н. основных рабочих	32089, 20	1136, 5
Е.С.Н. контролера	3208, 92	-
Е.С.Н. оператора КИМ	-	802, 23
Е.С.Н. оператора КИМ	-	802, 23
Е.С.Н. наладчика	-	46, 37
Амортизация здания	10800	10800
Амортизация оборудования	892, 85	4300, 6
Затраты на текущий ремонт	2000	-
Затраты на силовую электроэнергию	232	214.2
Затраты на воду	54, 72	1, 55
Итого:	209723, 69	37754, 46

3.5 Определение приведенных затрат по двум вариантам технологического процесса

По формуле (6) вычисляем приведенные затраты по базовому варианту:

;

и приведенные затраты по проектному варианту:

3.6 Определение годового экономического эффекта при изготовлении гибочной оснастки двумя разными вариантами: базовым и проектируемом

Годовой экономический эффект определяем как разницу между приведенными затратами базового и проектного вариантов:

Рассмотрев два варианта изготовления нервюры: базовый и проектируемый, можно сказать, что экономический годовой эффект от внедрения нового технологического процесса составил примерно 280139, 23 тысячи рублей.

Также нужно отметить, что проектируемый технологический процесс снижает долю ручного труда, что значительно повышает качество изделия. При этом сокращается время на изготовление эталона поверхности.

При сравнении двух вариантов экономически эффективным является проектируемый вариант.

4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Анализ проектируемого технологического процесса по опасным и вредным производственным факторам

На стационарных конструкторских рабочих местах, повсеместно оборудованных персональными электронно-вычислительными машинами (ПЭВМ), ИТР (инженерно-технические работники) подвергается воздействию вредных факторов производственной среды.

Результаты анализа опасных и вредных факторов и средств защиты от них представим в виде таблицы 7.

Таблица 7 - Опасные и вредные факторы и средства защиты

Вредный и опасный производственный фактор	Место, источник и причина выделения опасных и вредных факторов	Характеристика факторов	Нормируемое значение фактора	Основные средства защиты от опасных и вредных факторов
Электромагнитные поля	ПК	220В	220-280В	Применение защитных экранов
Недостаточное естественное освещение рабочей зоны	Пасмурная погода, отказ электроэнергии.	Умственное утомление, перенапряжения зрения.	коэффициент естественного освещения не ниже 1, 5%.	Средство дополнительного освещения.
Недостаточное искусственное освещение рабочей зоны	Запыленность осветительных приборов.	400люкс-стол 200люкс-монитор	Не менее 300 люкс	Средство дополнительного освещения.
Статическое электричество	Монитор, системный блок	-	-	Заземление, применение защитного экрана
Шум	Принтеры, процессор.	40дБ	50дБ	Шумящее оборудование находится вне помещения с ПК

4.2 Производственная санитария в помещении с вычислительной техникой

4.2.1 Освещенность производственного помещения

Помещения с ПЭВМ имеют естественное и искусственное освещение. Естественное освещение должно осуществляться через световые проемы, ориентированные преимущественно на север, так чтобы обеспечивался коэффициент естественной освещенности (КЕО) не ниже 1, 5%, согласно нормам установленным по СниП 23-05-95 для разряда зрительных работ средней степени точности. Искусственное освещение производится системой общего равномерного освещения. Компьютеры размещаются так, чтобы свет (естественный или искусственный) падал сбоку, лучше слева это избавит пользователя от мешающих теней и поможет снизить освещенность экрана. Утомляемость глаз во многом зависит не только от качества изображения на экране, но и от общей освещённости помещения. Согласно гигиеническим нормам освещённость на поверхности стола и клавиатуре не менее 300 люкс. Исследования физиологов и гигиенистов убедительно доказали, что и полутьма, и слишком высокая освещённость экрана приводят к быстрому зрительному утомлению. Практика показывает, что наиболее удобно располагать монитор чуть дальше, чем это делают при обычном чтении. Верхний край экрана располагается на уровне глаз или чуть ниже. Если пользователь работает с текстами на бумаге, листы располагаются как можно ближе к экрану, чтобы избежать частых движений головой и глазами при переводе взгляда, для этого применяются держатели для бумаги, которые крепятся к монитору.

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться люминесцентные лампы типа ЛБ. Общее освещение выполняется в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении ПЭВМ. Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/км, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов. Коэффициент запаса для осветительных установок приминается 1:4.

Приведем расчет искусственного освещения для КБ, имеющего размеры: ширина 10 м, длина 28 м, высота 3, 5 м рассчитывается искусственное освещение, оснащенного люминесцентными лампами.

Искусственное освещение нормируется величиной освещенности в зависимости от разряда работы. Так для малой точности, наименьший или эквивалентный размер объекта различения свыше 1 до 5мм и для темного фона при системе общего освещения освещенность - Е_н=300 лк [СниП 23-05-95].

Рассчитаем искусственное освещение:

(8)

где - Е_н - норма освещенности, 300 лк;

S - площадь рабочей поверхности, 280 м²;

k-коэффициент запаса для люминесцентных ламп при малом выделении пыли, 1, 5;

z - поправочный коэффициент, 1, 2;

n - число ламп в помещении, 52;

з - коэффициент использования светового потока светильника, 0.8;

Показатель помещения:

 (9)

где А - длина освещенного помещения, 28 м;

В - ширина освещенного помещения, 10 м;

h₀ - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, 3.5 м;

Распределение естественного освещения в помещении показывает кривая КЕО, которая строится в характерном разрезе помещения - разрез перпендикулярно плоскости световых проемов. Нормируемые значения КЕО, е_N, для зданий, располагаемых в различных районах следует определять по формуле:

e_N= (enm_N), (10)

где N - номер группы обеспеченности естественным светом;

m_N - коэффициент светового климата по табл. 4 [СНиП 23-05-95];

Значение e_H берется в зависимости от разряда зрительной работы:

- разряд зрительной работы А;

- подразряд зрительной работы 1;

e_H - значение КЕО по табл. 2 [СНиП 23-05-95];

e_H=4% ;

e_N= 4*0, 85=3, 4%.

Нормируемые значения КЕО, е_N, для зданий, располагаемых в различных районах следует принять 3, 4%.

4.2.2 Микроклимат производственного помещения

В производственных помещениях, в которых работа с использованием ПЭВМ является основной, обеспечиваются оптимальные параметры микроклимата для категории работ 1а в соответствии с действующими санитарно-эпидемиологическими нормами микроклимата производственных помещений.

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 установлены оптимальные и допустимые метеорологические условия для рабочей зоны в помещении, при выборе которых учитываются периоды времени года и категория работ.

К категории 1а относятся работы с интенсивностью энергозатрат до 120 ккал/ч (до 139 Вт), производимые сидя и сопровождающиеся незначительным физическим напряжением.

В помещении отдела геометрической информации (ОГИ) выполняются работы, которые относятся к категории 1а, и обеспечиваются параметры микроклимата согласно таблице 8.

Таблица 8 - Оптимальные нормы микроклимата на рабочих местах производственного помещения для категории 1а

Период года	Категория работ по уровню энергозатрат, Вт	Температура воздуха, С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	1а (до 139)	22-24	60-40	0, 1
Теплый	1а (до 139)	23-25	60-40	0, 1

Вывод: приведенные данные микроклимата ОГИ соответствуют оптимальным показаниям микроклимата.

Для допустимых условий труда значения параметров должны соответствовать данным таблицы 9.

Таблица 9 - Допустимые величины показаний микроклимата на рабочих местах производственного помещения для категории 1а

Период года	Температура воздуха, С	Тп, С	, %	Скорость движения воздуха, м/с
	Диапазон ниже оптимальных	Диапазон выше оптимальных			для диапазона температур воздуха ниже оптимальных величин, не более	для диапазона температур воздуха выше оптимальных величин, не более
Холодный	20.0-21.9	24.1-25.0	19-26	15-75	0.1	0.1
Теплый	21.0-22.9	25.1-28.0	20-29	15-75	0.1	0.1

Вывод: приведенные данные микроклимата ОГИ соответствуют допустимым показаниям микроклимата.

Для обеспечения заданных параметров используются:

- в помещениях, оборудованных ПЭВМ, проводится влажная ежедневная уборка и систематическое проветривание после каждого часа работы на ПЭВМ;

- помещения с ПЭВМ оборудуются системами отопления, кондиционирования воздуха или эффективной приточно-вытяжной вентиляцией.

4.2.3 Защита от шума и вибрации

В помещениях, оснащенных ПК, основными источниками акустических шумов являются шумы ПЭВМ. ПЭВМ являются также источниками шумов электромагнитного происхождения (колебания элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных полей).

Систематический шум вызывает утомление слуха и ослабление звукового восприятия, а также значительно утомляет весь организм.

В помещении ОГИ при выполнении основных или вспомогательных работ с использованием ПЭВМ уровень шума на рабочих местах не превышают предельно допустимых значений приведенных в таблице 10.

Таблица 10 - Допустимые значения уровней звукового давления в октавных полосах частот и уровня звука, создаваемого ПЭВМ

Уровни звукового давления в октавных полосах со среднегеометрическими частотами	Уровни звука в дБА
31, 5 Гц	63 Гц	125 Гц	250 Гц	500 Гц	1000 Гц	2000 Гц	4000 Гц	8000 Гц
86 дБ	71 дБ	61 дБ	54 дБ	49 дБ	45 дБ	42 дБ	40 дБ	38 дБ	50

Измерение уровня звука и уровней звукового давления проводится на расстоянии 50 см от поверхности оборудования и на высоте расположения источника звука.

Для защиты от негативного воздействия шумов на рабочем месте пользователя применяют следующие средства:

- производственное помещение, в котором для работы используются ПК, не граничит с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения (механические цеха, мастерские);

- звукоизоляция ограждающих конструкций помещения с ПК отвечает гигиеническим требованиям и обеспечивает нормируемые параметры шума;

- шумящее оборудование (принтеры), уровни шума, которого превышают нормированные, находится вне помещения с ПК.

Помещение ОГИ граничит со слесарной мастерской, звукоизоляция ограждающих конструкций помещения с ПК отвечает гигиеническим требованиям и обеспечивает нормируемые параметры шума.

4.2.4 Уровни электромагнитных полей

Временные допустимые уровни ЭМП создаваемые ПЭВМ на рабочих местах пользователей не превышают допустимых значений представленных в таблице 11.

Таблица 11 - Временные допустимые уровни электромагнитных полей, создаваемых ПЭВМ

Наименование +параметров	Временные допустимые уровни электромагнитных полей
Напряженность электрического поля	в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц	25 В/м
	в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц	2, 5 В/м
Плотность магнитного потока	в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц	250 нТл
	в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц	25 нТл
Напряженность электростатического поля	15 кВ/м

Для обеспечения безопасного уровня электромагнитных полей на рабочем месте пользователя предусматриваются следующие меры безопасности:

- применение экранных фильтров, специальных экранов прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат;

- схемы размещения рабочих мест с ПК учитывают расстояния между рабочими столами с мониторами (в направлении тыла поверхности одного монитора и экрана другого монитора), которое равно не менее 2, 0 м, а расстояние между боковыми поверхностями мониторов не менее 1, 2 м;

- конструкция ПК за счет использования заземленных защитных фильтров, обеспечивает мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0, 05 м от экрана корпуса ПК при любых положениях регулировочных устройств не более 7, 74х10 А/кг, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0, 1 мбэр/час (100 мкР/час);

- для снижения воздействия этих видов излучения применяются мониторы с пониженным уровнем излучения (жидкокристаллические, плазменные).

4.3 Техника безопасности

4.3.1 Планировка оборудования рабочих мест в отделе геометрической информации с использованием вычислительной техники

Рабочее место инженера-конструктора представляет собой:

- стол, размерами 1, 5Ч0, 9 м;

- монитор;

- системный блок;

- клавиатура, мышь.

Рабочее место по отношению к световым проемам располагается так, что естественный свет падает сбоку, преимущественно слева в данном случае естественный свет не мешает работе, так как световые проемы направлены на север.

Схемы размещения рабочих мест учитываются расстоянием между рабочими столами с видеомониторами направлении тыла поверхности одного видеомониторами и экрана другого видеомонитора, расстояние которого не менее 2, 0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1, 2 м.

Оконные проемы оборудованы регулируемыми устройствами типа: занавесей, внешних козырьков.

Конструкция рабочего стола обеспечивает оптимальное размещение на поверхности используемое оборудование.

Экран расположен от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

Высота рабочей поверхности стола регулируется в пределах 680-800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Рабочий стул имеет вид подъемно-поворотного и регулируемого по высоте и углу наклона сиденья и спинки, а также - расстоянию спинки от переднего края сиденья.

Конструкция должна обеспечивать:

- ширину и глубину поверхности сиденья не менее 400 мм;

- регулировку высоты поверхности сиденья в пределах 400-500 мм и углам наклона вперед до 15 град. и назад до 5 град.;

- высоту опорной поверхности спинки 30020 мм, ширину - не менее 380 мм и радиус кривизны горизонтальной плоскости - 400 мм;