Расчет и проектирование гибкой производственной системы (стр. 1 из 3)

Министерство образования и науки РФ

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально – педагогический

университет»

Машиностроительный институт

Кафедра технологии машиностроения и методики профессионального обучения

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ГИБКОЙ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ

Контрольная работа по дисциплине

«Автоматизация производственных процессов»

Код задания 8.

Выполнил студент

группы ЗТО-409с А. Г. Иванов

Проверил

Доцент, канд. техн. наук В. А. Штерензон

Екатеринбург 2011

1.1. Определим конкретные исходные данные для своего варианта и занесём их в таблицы

Таблица 1

№ деталей	Кол-во за плановый период, шт	Трудоемкость операции, мин
		1	2	3	4	5
1	50	5	7	12	-	-
2	40	3	8	16	7	-
11	15	7	9	9	11	-
13	40	6	3	5	10	-
14	20	4	8	5	11	6

Таблица 2

Т, ч	А, м	В, м	С, м	Hдоп, м	f	g	d, м	Vx, м/мин	Vy, м/мин	Vox, м/мин
24	0,6	0,5	0,8	5	0,35	0,5	5	50	12	40

1.2. Расчет гибкой производственной системы и ее элементов

1.2.1. Определим число деталей N, которые должны быть обработаны в системе за плановый период Т. Для упрощения транспортных операций организуем работу ГПС по принципу «станок-склад-станок» (Это означает, что каждая деталь при обработке по каждой операции вводится через склад). Тогда число деталей N, обрабатываемых в системе, есть

N = 50 + 40 + 15 + 40 + 20 = 165 шт.

1.2.2. Определим общее количество деталеопераций Nобщ:

где Ni – количество деталей i-го наименования;

W – число операций при изготовлении детали i-го наименования;

N – количество типов различных деталей.

Nобщ = 50 * 3 + 40* 4 + 15* 4 + 40* 4 + 20* 5 = 630 шт.

1.2.3. Определим общие трудозатраты Qобщ по обработке Nобщ деталеопераций за плановый период Т = 24 часа:

Где Qj – трудоемкость одной операции (j=1,…Wi) детали Ni.

Qобщ = 50* (5+7+12) + 40* (3+8+16+7) + 15* (7+9+9+11) + 40* (6+3+5+10) +

+ 20* (4+8+5+11+6) = 1200+1360+540+960+680=4740 мин

1.2.4. Определим среднюю трудоемкость s выполнения одной деталеоперации:

s = 4740 : 630 = 7,52 мин.

1.2.5. Определим средний интервал а поступления деталей на станок (среднее время между запросами на обслуживание):

где Т – планируемый период изготовления деталей.

a = 24* 60* 0,9 : 630 = 2,06 мин.

1.2.6. Определим общее количество гибких модулей m:

В формуле принимается ближайшее целое число с избытком.

m = 4740 : (0,9* 24* 60) = 3,66

Принимаем 4 модуля.

1.2.7. Определим коэффициент загрузки u одного ГПМ:

u = 7,52 : (4* 2,06) = 0,91

1.2.8. Определим необходимое количество накопителей k:

k = (0,91* 0,91) : (1-0,91) = 0,8284 : 0,09 = 9,205

Принимаем 10 накопителей.

Проанализируем полученные результаты : получена ГПС, в которую входят 4 гибких производственных модулей и 10 столов –накопителей. Данная ГПС может обрабатывать заданную номенклатуру деталей за 24 часа при коэффициенте загрузки каждого модуля u=0,91, среднем времени обработки одной детали s=7,52 мин и среднем интервале между поступлениями детали a=2,06 мин. Большое число столов-накопителей объясняется тем, что коэффициент загрузки ГПМ очень высок, и практически в любой момент поступления детали в систему ни один ГПМ не свободен от обработки. Кроме того, обеспечить такое высокое значение и технически сложно по соображениям надежности. Реально достижимые значения u лежат в пределах

0,8 < u < 0,9

Поскольку ни a, ни s изменить нельзя, т.к. они заданы обрабатываемой номенклатурой и плановым периодом, изменить u можно только, добавив в ГПС еще один ГПМ. Примем m = 5. Пересчитаем коэффициент загрузки ГПМ и количество накопителей:

u = 7,52 : (5* 2,06) = 0,73;

тогда количество накопителей получится равным

k = 0,73* 0,73 : (1-0,73) = 0,5329 : 0,27 = 1,97

Принимаем 2 накопителя.

Таким образом, ГПС включает в себя 5 ГПМ и 2 стола-накопителя. За 24 часа она обрабатывает 630 деталеопераций общей трудоемкостью 4740 минут при среднем коэффициенте загрузки модуля 0,73, среднем времени обработки одной деталноперации 7,52 минут, среднем интервале времени между деталеоперациями в системе 2,06 минут.

1.3 Расчет склада и транспортных средств для ГПС

1.3.1 Расчет вместимости и размеров склада

Расчет вместимости склада проводим для общего объема поступлений R = Nобщ = 630 деталеопераций по формулам:

Sобщ = Sо + Sраб,

где Sо – страховой запас;

Sраб – рабочий объем.

Под страховым запасом So понимают запас деталей, обеспечивающий с определенной вероятностью бесперебойную работу ГПС между двумя поступлениями деталей на склад. Величина So определяется по формуле

,

где R– общий объем потребления (и поступления) деталей;

z – количество поступлений на склад (может принимать только целые значения);

f - вероятность возникновения дефицита (т.е. ситуации, при которой склад не сможет обеспечить подачу деталей в ГПС).

Очевидно, что при f = 1 (стопроцентная вероятность дефицита) So = 0, т.е. страховой запас отсутствует и система практически работать не сможет. При f = 0 So = R, т.е. величина склада равна общему объему поступления. В этом случае склад никогда не будет использован полностью.

Общая предварительная емкость склада Sобщ определяется по формуле

,

где g – вероятность переполнения склада.

При g = 1 склад будет вмещать только страховой запас и малейшее отклонение от времени поставки приведет либо к переполнению склада, либо к дефициту деталей. При z = 1 общая предварительная емкость склада Sобщ равна страховому запасу Sо. В формулах и значения Sо и Sобщ округляются до ближайшего большего целого значения.

Так как в исходных данных количество поступлений z деталей на склад не задано, самостоятельно задаемся значениями z =1, 2, 4, 6, 8 и проводим расчеты для каждого z. На основании расчетов выбираем наиболее подходящий вариант.

Пусть количество поступлений на склад z = 1. Поставляем исходные числовые данные в формулы:

страховой запас Sо:

Округляем Sо до 508

общая предварительная емкость склада:

количество этажей Кэ:

,

где Hдоп – максимально допустимая высота складского помещения;