1. Разработка и изготовление средств автоматики

1.1. Выбор варианта технологического процесса

При выборе оптимального варианта ТП используют технико-экономические критерии – экономичность и производительность.

Экономичным считается процесс, который пи заданных условиях обеспечивает минимальную технологическую себестоимость.

Производительность соответствует минимальным затратам живого труда и обеспечивает быстрейший выпуск продукции в плановые сроки.

Технологическая себестоимость изготовления партии изделий:

С=AN+B,

(1.1.1)

где А – текущие затраты на одно изделие; N – программа выпуска, шт.; В – единовременные затраты на программу.

Текущие затраты складываются следующим образом:

А=М+З+П,

(1.1.2)

где М – затраты на основные материалы; З – заработная плата производственных рабочих; П – затраты на эксплуатацию оснастки оборудования.

Затраты на основные материалы рассчитываются с учетом возвратных отходов:

,

(1.1.3)

где N – программа выпуска; m_i – масса i-го материала в изделии; q_i – стоимость единицы массы этого материала; m_j – масса отходов j-го материала; q_j – стоимость единицы массы этих отходов.

Заработная плата производственных рабочих складывается так:

,

(1.1.4)

где М – число операций; К_з.п. – коэффициент к заработной плате; Т_шт.i – штучное время выполнения i-й операции, нормо-час; S_i – почасовая тарифная ставка рабочего по данной операции.

Коэффициент к заработной плате определяется следующим образом:

(1.1.5)

где К₁=P/m – коэффициент многостаночного обслуживания (Р – число рабочих; m – число станков, обслуживаемых одним рабочим); К₂=1,1÷1,2 – коэффициент, учитывающий перевыполнение нормы; К₂ – коэффициент, связанный с дополнительной оплатой (отчисления на социальное страхование, отпуска и т. д., К₃=1,3÷1,5).

Расходы на эксплуатацию оборудования (П) берутся в процентах к основной заработной плате рабочих и включают затраты на вспомогательные материалы, электроэнергию, амортизацию оборудования.

Единовременные затраты (В) складываются из двух статей: заработной платы наладчиков (З_н) и затрат на основное технологическое оборудование (С₀):

(1.1.6)

где k – количество единиц оборудования; C_i – стоимость единицы оборудования; K_i – коэффициент амортизации.

Коэффициент амортизации зависит от сложности технологического оснащения и составляет: 1,0÷2,0 – для простого оснащения; 0,7÷0,8 – для средней сложности; 0,4÷0,5 – для сложного оснащения.

Заработная плата наладчиков технологического оборудования высчитывается так:

(1.1.7)

где k – количество наладчиков; Т_{п.з. i} – подготовительно-заготовительное время по данной операции; S_нi – часовая тарифная ставка наладчика; Н – число наладчиков оборудования.

Уравнение технологической себестоимости единицы продукции:

Соп=А+B/N.

(1.1.8)

Эту зависимость можно представить в виде гиперболы, асимптотически приближающейся к оси N, и выделить в ней три участка (рис. 2.1).

Для выбора оптимального варианта ТП по себестоимости затрат используют (1.1.1) или рисунок (рис. 1.1.2) по двум вариантам:

,

(1.1.9)

где - постоянные текущие затраты; B_i – единовременные затраты на программу.

Рис. 1.1.1 Рис. 1.1.2

Для нахождения N_кр., при котором С₁=С₂, решают уравнение:

A1Nкр+B1=A2Nкр+B2, → Nкр=(B2–B1)/(A1–A2).

(1.1.10)

Смысл этого уравнения заключается в том, что для варианта с большим уровнем автоматизации единовременные затраты будут выше по причине высокой стоимости оборудования, но текущие затраты меньше вследствие повышения производительности и снижения квалификации рабочих.

Таким образом, если заданная программа выпуска изделий больше критической, то выбирают второй вариант ТП.

Для выбора оптимального варианта ТП по производительности рассчитывается производительность труда по каждому из вариантов.

Производительность – количество изделий изготавливаемых за единицу времени.

Q=Фд/ Тшт.i

(1.1.11)

где Ф_д – действительный фонд времени за плановый период; n – количество операций ТП; Т_{шт. i} – трудоемкость i-й операции.

При расчете производительности труда необходимо рассчитать штучно-калькуляционное и штучное время выполнения операции.

Штучно-калькуляционное время:

Tшт.к.=Tшт+Tп.з./N.

(1.1.12)

де Т_п.з. – подготовительно-заключительное время, которое затрачивается на ознакомление с чертежами или технологией изготовления.

Штучное время – время, затрачиваемое на каждое изделие, рассчитывается так:

,

(1.1.13)

где Т_осн. – основное время работы оборудования; Т_всп. – вспомогательное время на установку заготовки и снятие готовой детали; Т_обсл. – время обслуживания и замены инструмента; Т_пер. – время перерывов в работе.

Для сборочно-монтажного производства Т_осн. и Т_всп объединяют в оперативное время Т_оп., а Т_обсл. и Т_пер. составляют дополнительные затраты времени, его задают в процентах от оперативного Т_оп в виде коэффициентов.

Согласно ОСТ 4ГО.050.012 «Нормирование сборочно-монтажных операций в производстве ЭА»

,

(1.1.14)

где К₁ – коэффициент, зависящий от сложности операции и сложности производства; К₂ – коэффициент, учитывающий подготовительно-заключительное время и время обслуживания в процентах от оперативного; К₃ – коэффициент, учитывающий долю времени на перерывы в работе в процентах от оперативного времени, зависит от сложности выполняемой работы.

Значения коэффициентов К₁ и К₂ выбирают из табл. 1.1.1 в зависимости от типа производства, а К₃ – из табл. 1.1.2.

Таблица 1.1.1

Тип производства	К1			К2, %
	2-го поколения	3-го поколения	4-го поколения
Индивидуальное	1,3	1,8	2,0	10
Мелкосерийное	1,2	1,5	1,8	9,6
Серийное	1,0	1,2	1,5	7,6
Крупносерийное	0,75	0,9	1,12	5,4
Массовое	0,7	0,85	1,85	3,7

Таблица 1.1.2

Характер работы	К3, %
Легкие	3
Средние	5
В неблагоприятных условиях	6
В тяжелых условиях	9
С большими зрительными нагрузками	12
Тяжелые или особо неблагоприятные условия	16
Особо тяжелые в неблагоприятных условиях	20

А временные затраты определяются по выражениям:

,		(1.1.15)
,	(1.1.16)

где m, n – число операций по вариантам.

Для выбора оптимального варианта ТП составляют два уравнения для вычисления суммарного штучно-калькуляционного времени сравниваемых вариантов в соответствии с технической нормой.

Тогда критический размер партии изделий равен:

.

(1.1.17)

Если вариант ТП отличается большим уровнем автоматизации, то ему соответствует большее суммарное подготовительно-заключительное время, вследствие сложности подготовки оборудования и одновременно меньшее суммарное штучное время.

Ориентировочно подготовительно-заключительное время на всю годовую программу определяют так:

,

(1.1.18)

где Т_п.з.см. – сменная норма подготовительно-заключительного времени; С – количество смен; Др – количество рабочих дней в плановый период.

Сменная норма подготовительно-заключительного времени определяется инструкцией по эксплуатации, и выражает готовность оборудования на начало ТП (табл. 1.1.3).

Таблица 1.1.3

	Тп.з.см мин
Простая оснастка	1÷5
Оснастка средней сложности	10÷15
Сложная технологическая и регулировочная оснастка	15÷30
Полуавтоматы, сложное автоматическое оборудование	15÷30
Микропроцессорное оборудование и промышленные роботы	30÷60

Норму выработки рассчитывают для различных промежутков времени (час, смена, мин) в зависимости от типа производства.

В серийном производстве сменная норма определяется так:

Нсм=(Тсм–Тп.з.)/Тшт,

(1.1.19)

где Т_см – длительность смены (8 ч=480 мин).

В массовом производстве при наличии наладчика и подачи деталей, сборочных единиц и материалов на рабочие места

Нсм=Тсм/Тшт,

(1.1.20) (1.2.19)

При сборке на конвейерных линиях

Нсм=Фсм/Тсм=[Тсм–(Табс+Тпер)]/(То+Тв),

(1.2.19) (1.1.21)

сравнение двух вариантов ТП по себестоимости см. рис. 1.1.1.

Пример: Определить норму выработки на поточной линии сборки, если время выполнения всех сборочных операций 20 мин, время обслуживания линии – 12 мин, перерыв 8 мин.

Решение. По (1.2.20) – Н_см=[480-(12-8)]/20=23 шт.