Влияние рассеяния длительности обработки, сбоев оборудования и длительности производственного цикла на эффективность гибких производственных систем

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оренбургский государственный университет

Влияние рассеяния длительности обработки, сбоев оборудования и длительности производственного цикла на эффективность ГПС

Радыгин А.Б.

При подготовке специалистов в области аэрокосмического машиностроения важной составляющей является применение знаний, полученных при изучении фундаментальных дисциплин на ранних курсах обучения, для освоения профессиональных дисциплин, преподаваемых на старших курсах или в магистратуре. Таковыми являются знания, полученные студентами при изучении разделов теории вероятности и математической статистки дисциплины «Математический анализ». На старших курсах данные разделы применяются для оценки чувствительности производственных систем к вероятностным возмущениям различного характера.

Судя по литературным источникам [1] случайные возмущения, приводящие к рассеянию длительности технологических и сервисных операций, имеют место даже при гарантированной надежности всех элементов системы. Причинами таких возмущений являются колебания: припусков на обработку, твердости обрабатываемого материала и режущего инструмента, нагрева исполнительных механизмов, точности позиционирования исполнительных органов станка, массы перемещаемых заготовок и инструментов, расстояний транспортных операций. Дополнительную стохастику создают вероятностные возмущения, вызванные сбоями и отказами в работе комплектующего оборудования производственной системы.

Современные тенденции развития промышленных предприятий связаны с необходимостью постоянного освоения новой техники, технологии, повышением ее гибкости. Гибкость представляет собой один из самых сложных процессов взаимного приспособления к изменяющимся условиям производства и продукции, связанным с техническим оснащением производства, его технологией и организацией [2]. Описанным условиям соответствуют гибкие производственные системы (ГПС).

Следует отметить, что вероятностные возмущения в работе ГПС, как и для других типов производства, в виде рассеяния длительности технологических и сервисных операций, сбоев и отказов в работе оборудования проявляются лишь в процессе функционирования системы и снижают эффективность ее эксплуатации [3].

Единственным инструментом, позволяющим оценить влияние вероятностных возмущений на работу ГПС на этапе проектирования, является проведение вычислительных экспериментов на компьютерной модели. Рассмотрим серию вычислительных экспериментов, в которых исследуется влияние величины и характера случайных возмущений в совокупности с технологическими, техническими и организационными параметрами на эффектность ГПС.

В процессе вычислительных экспериментов будем рассматривать ГПС как модель типа «черный ящик», которая отражает взаимосвязь интересующих нас входных данных и показателей эффективности. В проведенной серии вычислительных экспериментов рассматривалось влияние на показатели эффективности ГПС величины рассеяния времени выполнения технологических операций и величины сбоев в работе технологического оборудования при различной длительности цикла автоматической работы ГПС. В экспериментах использовались следующие входные данные: 5 станков типа «обрабатывающий центр» с длительностью автоматической смены заготовок в рабочей зоне 60 с, четырехместными пристаночными накопителями паллет, размещенные в одну линию с шагом 5 м; автоматический многоярусный склад-стеллаж компоновкой 80Ч8 позиций размером 1,0Ч1,0 м; транспортное средство - кран-штабелер с двухместной платформой с циклом смены паллет 50 с, скоростью перемещения 1,5 м/с, скоростью подъема/опускания платформы 0,2 м/с синхронной отработкой перемещений. рассеяние технологический сервисный производственный

Сменные задания были сформированы, исходя из номинальной длительности цикла их выполнения 480, 600, 720, 840 и 960 минут.

Случайное рассеяние длительности обработки рассматривалось в интервале от 0 до 40 %. При максимальной величине рассеяния длительности обработки дополнительно рассматривались сбои станков в интервале от 10 до 30 %.

Графическая иллюстрация результатов вычислительных экспериментов, представленная на рисунке 1, позволяет сделать ряд заключений.

С увеличением вероятности рассеяния длительности обработки от 0 до 40 % фактическое время выполнения сменного задания увеличилось от 551,4 до 645,0 мин, или на

6,97 %.

При этом средний коэффициент загрузки ГПС увеличился от 84,7 до 86,7 при = 480 мин, или от 84,4 до 87,4 % при = 960 мин.

Следует отметить, что при учете рассеяния длительности обработки и сбоев станков показатель загрузки ГПС не отражает объективную картину изменения эффективности функционирования системы. Выяснение причин такого поведения системы требует проведения отдельной серии экспериментов.

Средняя производительность ГПС для = 480 мин с возрастанием от 0 до 40 % уменьшается с 43,3 до 37,1 шт./мин, или на

16,7 %.

Средний срок окупаемости системы для = 480 мин с возрастанием от 0 до 40 % увеличивается со 139,2 до 158,8 %, или на

14,1 %.

Рисунок 1 - Закономерности влияния рассеяния обработки и сбоев оборудования на показатели эффективности ГПС

Средний срок окупаемости системы для = 480 мин с возрастанием от 0 до 40 % увеличивается со 139,2 до 158,8 %, или на

14,1 %.

Таким образом, рассеяние длительности обработки в пределах 40 % приводит к потере эффективности функционирования ГПС в среднем на 14 - 17 %.

Список литературы

1 Радыгин, А. Б. Метод нормирования надежности оборудования при проектировании гибких производственных систем / А. Б. Радыгин, А. И. Сердюк, А. И. Сергеев. - Современные наукоемкие технологии. - 2018. - №10. - С. 103-108.

2 Фролов, М. А. Формирование управленческого решения для ликвидации занятости оборудования в «узком месте» / Фролов, М. А. - Математическое и компьютерное моделирование процессов в машиностроении. - 2018. - №2. - С. 17-20.

3 Радыгин, А. Б. Компьютерное моделирование работы гибких производственных систем с учетом вероятностных возмущений / А. Б. Радыгин, А. И. Сергеев, А. И. Сердюк. - СТИН. - 2018. - №8. - С. 8-13.

Размещено на Allbest.ru