Моделирование потребности в инструменте

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристики применяемого инструмента

Ручной слесарно-монтажный инструмент можно разделить на две группы: бытовой и профессиональный. Бытовой характеризуется низкой прочностью, минимальной точностью изготовления и сборки, отсутствием эргономичности, высокой безопасностью, ограниченным ресурсом, требованием «мягких» условий эксплуатации. Профессиональный (т.е. инструмент для профессиональных мастерских) характеризуется высокой прочностью основных деталей и узлов, повышенной точностью изготовления и сборки, эргономичностью и экологичностью, средней безопасностью, рассчитанной на определенные профессиональные навыки слесаря, повышенным ресурсом, способностью работать в «жестких» условиях эксплуатации (рисунок.1.1).

Рисунок 1.1 - Отвёртки, используемые при техническом обслуживании и текущем ремонте автомобиля:

а) типы тестируемых рукояток отверток;

б) сравнительная эффективность работы отверткой в зависимости от формы рукоятки

При этом немалую роль играет удобство пользования инструментом. Удобство работы с инструментом зависит от того, насколько форма рукоятки соответствует строению руки человека. Если форма рукоятки неудачна, а в длинах рычагов существует диспропорция, на руке образуются волдыри и мозоли, деформируются суставы. Последствия: растяжение и неподвижность сухожилий, вызываемые воспалительными процессами. Одна из причин воспалений - инфекция, попадающая в ранку при срыве мозолей и волдырей. Длительное воздействие неправильно сконструированных рукояток инструмента может привести к постоянной деформации кисти руки.

Форма рукояток отвертки подвергалась многочисленным исследованиям, которые основывались на определении максимального значения момента вращения, скорости ротации или проделанной работы. В случае ввинчивания в вертикальном направлении, требующем максимального (или значительного) возрастания момента вращения, наиболее эффективной оказалась цилиндрическая рукоятка (рисунок 1.1 б).

Кроме того, эффективность любой формы рукоятки увеличивается с увеличением ее сечения по крайней мере от 18 до 40мм. Оптимальным является сечение, при котором давление на единицу поверхности руки будет наименьшим. Этому требованию в зависимости от индивидуальных показателей удовлетворяет поперечник 30-40 мм. Рекомендуется, чтобы длина рукоятки была больше 100мм. Напротив, дело обстоит совершенно иначе, когда речь идет о рукоятке для отвертки с горизонтальным направлением ввинчивания, при пользовании которой необходим ладонный захват.

По российскому законодательству многие разновидности ручного инструмента подвергаются обязательной сертификации. Основой для получения сертификата соответствия (правильнее бы назвать его сертификатом безопасности) являются положительные результаты испытаний на безопасность. Для слесарно-монтажного инструмента показателем безопасности являются параметры его механической прочности. В зависимости от конструкции инструмент подвергают сжатию, растяжению, кручению или нагружают по комбинированной схеме - сжатие + кручение только до нагрузок, установленных соответствующим российским ГОСТом. Если после снятия нагрузки инструмент не имеет повреждений, оговариваемых ГОСТом, выдается сертификат соответствия.

За рубежом действуют 211 стандартов DIN на слесарно-монтажный инструмент, в России - всего 80 ГОСТов.

Однако наличие сертификата, подтверждающего безопасность инструмента, не гарантирует его качества. В лаборатории ВНИИинструмента были проведено тестирование гаечных ключей с размером зева 14 и 17 мм на соответствие требованиям отечественных стандартов.

Были исследованы следующие параметры: соответствие размеров зева требованиям, определялась прочность, состав стали и твердость ключей, и стойкость металла к коррозии. Результаты представлены в таблицах 1.2-1.4. Таким образом, наличие сертификата соответствия еще не гарантирует его качества. Качество инструмента определяется, во-первых, качеством проката, из которого производится инструмент, во-вторых, технологией производства.

Таблица 1.2 Характеристика инструмента по точности изготовления

Таблица 1.3 Характеристика инструмента по прочности

Таблица 1.4 Характеристика инструмента по марке стали, термической обработке, внешнему виду

Ведущие фирмы Западной Европы, США и Японии считают, что гораздо дешевле вкладывать средства в поддержание точности оборудования, подготовку кадров и проводить профилактические мероприятия, чем терять средства при производстве продукции низкого качества. Издержки подобного производства велики, что отражается на цене инструмента. Не меньшее значение приобретают гарантийные обязательства. В мировой практике гарантийные обязательства на инструмент не отличаются от таковых в любой другой области: в течение гарантийного срока производитель берет на себя обязательство замены инструмента, вышедшего из строя вследствие использования некачественных материалов при его производстве или нарушений технологии производства.

Другим преимуществом европейских и американских производителей инструмента является очень широкий ассортимент (соотношение номенклатуры предлагаемого на рынке импортного инструмента и российского инструмента - 20 к 1).

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что для автотранспортных предприятий необходимо приобретать профессиональный инструмент, который соответствует общемировым нормам прочности и долговечности и обеспечивается гарантийными обязательствами. Профессиональный инструмент является средством производства, и мировая практика выработала подход, при котором вложение в средства производства должно быть надежным. Результаты проведенного экономического расчета говорят также и об экономической эффективности применения профессионального инструмента.)

Расчет потребности в инструменте с помощью вычислительной техники

инструмент ручной математический программа

Детальный подробный расчет потребности в каждом типоразмере инструмента при проведении его обычными методами требует больших затрат труда. Они могут быть значительно сокращены при применении для расчетов современной вычислительной техники и прежде всего ПЭВМ. Схема механизации расчетов потребности инструмента на ПЭВМ представляется в следующем виде. Из общего массива информации карт технологических процессов выделяются такие, в которых предусматривается использование "Р"-го инструмента, после чего выделяются детали, обрабатываемые им. Затем выделяется 1-я деталь из номенклатуры, обрабатываемой этим инструментом. Годовое количество изготовляемых деталей Ni определяется умножением количества изделий по программе Nизд на их применяемости и производственной программы. Потом для q-й операции изготовления детали определяется суммарное машинное время Nmig работы всех инструментов. Потребный расход инструмента на выполнение q-й операции при обработке i-й детали Up определяется делением времени работы инструмента на время его полного износа. Расход корректируется с учетом коэффициента, учитывающего количество инструмента в одной наладке. Аналогично вычисляется потребный расход инструмента по всем операциям Данной детали, после чего расход инструмента на весь выпуск деталей и потребность корректируются с учетом рода материала. Подобные расчеты повторяются до тех пор, пока не будет рассмотрена вся номенклатура деталей, обрабатываемых при помощи инструмента Р, после чего переходят к расчетам по (Р+1)-му типоразмеру инструмента. Укрупненная блок-схема расчета годовой потребности режущего инструмента приведена в графической части дипломного проекта.

Расчет рационального количества ручного инструмента

Определенную сложность представляет задача правильного определения количества необходимого инструмента. Решить данную задачу можно следующим образом в графической части дипломного проекта представлена блок-схема определения рационального количества инструмента и его расположения.

В основе методики определения рационального количества инструмента, для конкретного предприятия, лежит фактический объем его работы. Массивом данных (блок-1) являются постовые работы текущего ремонта. Величина обследуемого периода выбиралась от одного до трех месяцев, в зависимости от количества подвижного состава и интенсивности его эксплуатации, с помощью разработанной на кафедре эксплуатации автомобильного транспорта и автосервиса МАДИ (ГТУ) методики разового обследования.

Процесс устранения отказа (блок-2) представляет собой совокупность операций по разборке, сборке и регулировке. Разборка агрегатов, узлов производится в строгой последовательности, предусмотренной технологическим процессом с применением необходимого оборудования, приспособлений и инструмента. В качестве технической документации используются технологические карты (блок-3) (операционные и постовые), где записан весь процесс воздействия на автомобиль или его агрегаты, указаны в определенной; последовательности операции, их составные части, профессия исполнителей, их квалификация и места нахождения, инструмент и технологическая оснастка, нормы времени, технические условия и указания.

Технологический процесс разборки и сборки любой машины слагается из элементарных приемов, таких как: отвертывание гаек, вывертывание болтов, вывертывание шпилек, снятие крышек, завертывание гаек, ввертывание болтов, ввертывание шпилек, установка крышек и т.д.

При наличии нормативов времени на эти приемы задача установления затрат времени на использование инструмента сводится расчленению операции разборки и сборки машин на элементарные приемы (блок-4), выполняемые одним инструментом; определению по таблицам нормативов затрат времени на выполнение каждого приема (блок-5, 6). Изменение позы исполнителя при выполнении одной и той же работы снижает производительность, при расчете нормативов необходимо их корректирование на рабочую позу. После того, как проведено корректирование (блок-7) на фактические условия работы (блок-8) и позу исполнителя (блок-9), приступают к корректированию по виду операции (блок-10, 11). Далее суммируют время выполнения приемов одним инструментом (блок-12) по замене агрегата (прибора, детали). На следующем этапе происходит суммирование времени использования, частоты использования и универсальности инструмента по всем работам ТР за исследуемый период и строятся диаграммы (блок-12,13), на основе которых определяется перечень необходимого инструмента. Заключительным этапом является перераспределение инструмента по группам (блок 17-23).

Описание алгоритма математической модели рационального распределения инструментов по местам расположения и работы программы

На основании теоретических и экспериментальных данных проводился поиск рациональных вариантов распределения инструмента по местам расположения и проверка работоспособности методики.

В основе методики определения рационального количества инструмента для конкретного предприятия лежит фактический объем выполняемых на этом предприятии работ. Основным документом является заявка (наряд-заказ) на текущий ремонт. Обследование должно проводиться в течение двух летних и двух зимних месяцев. Объектом исследования лучше выбрать результаты работы дневной смены, т.к. работы, выполненные в дневную смену, являются более качественными.

Обработка данных по ремонтным работам должна проводиться в несколько этапов.

Работа по замене агрегата расчленяется на операции по снятию и установке, которые в свою очередь расчленялись на приемы, выполняемые одним инструментом. Последовательность определения доли времени приводится на рисунке 1.2.

С помощью методики поэлементного нормирования, осуществленной через таблицы нормативов затрат времени на выполнение Разборочно-сборочных приемов, было определено штучное время а выполнение каждого приема. Отклонение от нормальных условий учитывается путем умножения табличного времени на поправочные коэффициенты.

Рисунок 1.2 - Схема определения времени работы инструмента при замене агрегата.

Корректирование работ при изменении положения тела проводится с помощью трех поз, описывающих процесс работ ТР: позы сбоку, значения коэффициента корректирования для которой колеблется от 1 до 1,4; позы сверху значения коэффициента от 1,1 до 1,8; позы снизу значения коэффициента от 2 до 3,8. После того, как проведено корректирование (блок-7) на фактические условия работы (блок-8) и позу исполнителя (блок-9), переходим к корректированию по виду операции (блок-10, 11).

Алгоритм проведения поиска рационального распределения инструментов по местам расположения приведен в графической части дипломного проекта

Блок 1. Ввод исходных данных, внешний вид которых представлен в виде таблиц.

Блок 2. Построение интерполирующих непрерывных функций для Fи1, Fа1, Fr1 в виде, удобном для дальнейших вычислений.

Блок 3. Построение массивов принадлежности инструментов к группам Gi, и группам перебора, вычленение из массива входных Данных наборов инструментов с различными номерами, их количества (Nнаб) и установление очередности "подключения" этих наборов в (текущий) массив Мин всех инструментов, участвующих в очередном цикле оптимизации. (Подключение новых инструментов, как указывалось выше, происходит с замещением инструментов аналогов из базового массива.)

Блок 4. Задание номера переформирования массива Мин. (На первом шаге в качестве массива инструментов, "перерабатываемого" в процессе поиска рациональных размещений инструментов, принимается базовый массив, т.е. Мин=Мбаз.)

Блок 5. Формирование текущего массива Мин, соответствующего очередному шагу переформирования этого массива, определяемому (очередным) подключаемым к процессу оптимизации набором инструментов с "отключением" соответствующих инструментов из Мбаз

Блок 6. Для всех возможный вариантов размещения инструментов, заложенных во входных данных, проводится расчет параметров, используемых далее для поиска рациональных сочетаний:

* количество единиц инструментов, принадлежащих каждой группе Gi;

* суммарная масса инструментов, принадлежащих каждой группе Gi;

* суммарный эффективный объем инструментов, принадлежащих каждой из групп Gi;

* суммарная "удельная стоимость" (годовые затраты) инструментов, принадлежащих каждой из групп Gi;

* значения функций Fr1, Fа1, Fи1;

* средняя продолжительность одной ремонтной работы (включающая как полезное время, так и потери на хождение и т.д.);

* повышение качества ремонта - через снижение параметра потока отказа. Считается один раз для каждого нового Мин;

* средняя длина очереди ожидания ремонта;

* среднее время (потерь на ожидание начала ремонта) в очереди - для одной заявки и в целом для всех заявок в течение суток;

* среднее количество занятых постов (приведенная плотность потока отказа);

* суммарные затраты (значение целевой функции) .

Первые четыре из приведенных расчетных величин используются в дальнейшем как задающие на графиках построения поверхностей визуальной оценки рациональных зон, остальные - как зависимые параметры, из которых в конечном счете формируются значения целевой функции.

Блок 7. Формирование индексных массивов, упорядочивающих последовательность проведенных расчетов по возрастанию того или иного из задающих расчетных параметров для обеспечения построения трехмерных графиков (первые четыре из параметров, перечисленных в описании блока 6).

Блок 8. Выделение 2-х сочетаний, оказавшихся самыми оптимальными с точки зрения минимума расчетной целевой функции, и вывод на печать расчетных характеристик и расположения инструментов по группам.

Блок 9. Построение графиков по указанным выше выходным параметрам в зависимости от задающих параметров и создание объектов-образов этих графиков.

Блок 10. Проверка окончания цикла переформирования массива Мин по подключаемым наборам инструментов.

Блок 11. Объединение на одном поле объектов-образов графиков по одинаковым сочетаниям выходных - задающих параметров, полученным для разных составов Мин, и их вывод.

Блок 12. Поиск 2-3-х сочетаний, оказавшихся самыми оптимальными с точки зрения минимума расчетной целевой функции, -по всем вариантам Мин, - и вывод на печать расчетных характеристик и расположения инструментов по группам.

Блок 13. Расчет выходных параметров для задаваемых во входных данных фиксированных сочетаний инструментов и их расположения по группам Gi.

Размещено на Allbest.ru