Методы оценки уровня автоматизации труда, машин и производства

Одна из основных задач специалистов, занимающихся автоматизацией производственных процессов, — определение ее оптимального или рационального уровня, при котором достигается максимальная эффективность. Поэтому не все процессы и операции подлежат автоматизации.

Оптимальный уровень автоматизации труда, машин и производства зависит от вида и специализации производства, технологии, технологичности конструкций выпускаемой продукции, экономической эффективности.

Высокий уровень комплексной автоматизации экономически эффективен для крупных специализированных предприятий с массовым изготовлением стабильной продукции (осей, колес, корпусов букс, подшипников, корпусов автосцепок, поглощающих аппаратов автосцепки и др.), удовлетворяющей требованиям технологичности и унификации. Технологичной называют такую конструкцию, которая удовлетворяет техническим требованиям при заданном объеме выпуска продукции, принятой технологии, и обеспечивает наименьшие затраты средств на производство изделий.

Чтобы повысить технологичность конструкции, уменьшают число деталей, упрощают их соединения, применяют прогрессивные материалы. Унификация размеров заготовок и изделий способствует уменьшению числа переналадок, определяя тем самым требования к гибкости автоматического оборудования.

Отдельные операции могут быть автоматизированы при любом масштабе и виде производства, если это обеспечивает социально- экономическую эффективность.

Приступая к созданию автоматических машин или процессов, необходимо проанализировать состояние производства:

  • • условия труда и квалификационный состав работников;
  • • уровень автоматизации (механизации);
  • • уровень технологии;
  • • оптимальные значения уровня автоматизации производства.

При анализе условий труда операторов оценивают их соответствие требованиям охраны труда, техники безопасности и эргономики. О квалификационном составе работников можно судить по уровню образования и стажу их работы. Такие показатели можно приближенно оценить по интегральному критерию:

где / уровень образования работника (/ = 1 — высшее образование; / = 2 — среднее профессиональное образование; i = 3 — среднее общее или начальное профессиональное образование; / = 4 — неполное среднее общее образование;

о,- — удельный вес работников с i-м уровнем образования;

Lj — общая длительность получения образования (высшего — 16,5 лет; среднего профессионального — 13 лет; среднего общего — 11 лет; неполного среднего общего — 8 лет);

// — средний стаж работы работника с i-м уровнем образования.

Большее значение показателя Yp, вычисленное по формуле (1.4), соответствует лучшему профессиональному качеству состава работников.

Уровень механизации труда отдельного работника — это степень замены ручного труда машинным при выполнении технологических операций, учитывающая качество применяемых машин.

Уровень механизации труда применительно к производственным участкам вагонных депо можно определить по формуле

где NR — общее количество работ, предусмотренных в технологическом процессе;

bj =—- — коэффициент прогрессивности выполнения /'-й работы с по-

"*/

I'o И

j=1

мощью рассматриваемых средств труда;

/и,- — число операций технологического процесса, входящих в /-ю работу, выполняемую на одном рабочем месте;

tMij, t0jj — машинное и общее время выполнения j-й операции /-й работы.

Для подбора комплектов оборудования вагоносборочного производственного участка вагоноремонтного депо и удобства расчетов показателя уровня механизации (автоматизации) труда на этом производственном участке в табл. 1.3 приведены ориентировочные значения коэффициентов прогрессивности основных видов оборудования вагоносборочного участка при ремонте полувагонов.

Таблица 1.3

Коэффициенты прогрессивности машин

Работа

Машина

Коэффициент

прогрессивности

1

2

3

Поднять и опустить кузов вагона

Кран мостовой

Тележка-манипулятор

Электродомкраты

  • 0,5
  • 0,83
  • 1,0

Выкатить тележку

Электролебедка

Вручную

  • 0,7
  • 0

Сменить автосцеп- ное устройство

Тележка-подъемник и гайковерт Тележка-манипулятор и гайковерт Устройство на поворотной консоли, кран и гайковерт

Кран мостовой и приспособление Вручную с приспособлением

  • 0,31
  • 0,25
  • 0,35
  • 0,45
  • 0

Окончание табл. 1.3

1

2

3

Выправить элементы кузова

Правильная машина, горелка, кувалда Правильная машина, бензорез, кувалда Правильная машина, кувалда, лом Кран мостовой с приспособлением, горелка, кувалда

Кран мостовой с приспособлением, бензорез, кувалда

Кран мостовой с приспособлением, кувалда

  • 0,71
  • 0,82
  • 0,5
  • 0,67
  • 0,77
  • 0,46

Сменить крышку люка

Кран мостовой с приспособлением Кран мостовой (кузов перевернут)

  • 0,35
  • 0,77

Сменить дверь

Кран мостовой с приспособлением

0,35

Сменить элементы кузова

Механизированные средства

Ручные и механизированные инструменты,

электрогорн, клеши

Ручные инструменты и приспособления

  • 0,6
  • 0,3
  • 0

Укрепить элементы кузова

Механизированные инструменты Ручные и механизированные инструменты Ручные инструменты

  • 0,4
  • 0,21
  • 0

Сменить пятник

Тележка-подъемник, ключ, бородок, молоток

Кран мостовой с приспособлением, механизированные инструменты (кузов перевернут)

  • 0,35
  • 0,5

Поджать элементы кузова

Пресс, кувалда, лом Правильная машина

  • 0,3
  • 1,0

Пригнать накладку

Ручные инструменты

0

Разделать трещину под электросварку

Пневмозубило, электродрель Резак, молоток Ручные инструменты

  • 0,2
  • 0,64
  • 0

Выполнить сварочные работы

Сварочный трансформатор Сварочный полуавтомат Сварочный трансформатор и сварочный полуавтомат

  • 0,3
  • 0,7
  • 0,5

Выполнить автогенные работы

Газовый резак

0,4

Отремонтировать и испытать тормоз

Стенд, ручные инструменты

0,4

Окрасить вагон

Распылитель, кисть

0,28

Нанести знаки и надписи

Распылитель, кисть

0,28

Показатель уровня механизации труда дает возможность исследовать влияние числа операций в технологическом процессе и наборов механизмов и машин, применяемых на рабочем месте (ремонтной позиции) на прогрессивность технологии и численность рабочих:

где А — годовой выпуск продукции;

Ф — номинальный годовой фонд рабочего времени одного рабочего, ч;

Т0 — трудоемкость ремонта объекта при исходном уровне механизации (автоматизации) груда, чел.-ч/объект;

g0 — темп снижения трудоемкости при повышении уровня механизации (автоматизации) груда (g0 * 0,25 чел.-ч/процент);

К^/, К^0 — планируемый и фактический уровни механизации труда, %.

Уровень автоматизации машины — это отношение количества движений ее исполнительных элементов, выполняемых автоматически к общему числу движений [1]. Уровень автоматизации машины характеризует совершенство автоматического управляющего устройства:

где <уа,- — число движений, осуществляемых автоматически м механизмом машины в цикле ее работы;

Zmax максимальная звенность машины (Zmax = 5);

<7/ — общее число движений, осуществляемых м механизмом машины.

Уровень механизации производства — мера замещения ручного труда машинами:

где mz = туК3 — число используемых машин; ту число установленных машин;

К3 коэффициент загрузки машины (степень использования действительного фонда времени работы машины при заданной программе).

Уровень автоматизации производства — мера замещения машинами функций управления в процессе преобразования и перемещения предметов труда. Уровень автоматизации Ка производства можно определить по формуле

В практических расчетах уровня автоматизации производства рекомендуется принимать значения коэффициентов загрузки К3 в зависимости от звенности Z машины по данным табл. 1.4.

Таблица 1.4

Коэффициенты загрузки машин

Z

0

1

2

3

3,5

4

4,25

4,5

4,75

5

к3

0,3

0,4

0,5

0,7

0,8

0,85

0,9

0,93

0,95

0,97

При выборе уровня автоматизации технологического процесса следует руководствоваться принципом необходимости. Повышение этого показателя не должно быть самоцелью. Показатель уровня автоматизации (уровня механизации) производства должен быть тесно связан с перспективными планами развития производства и повышения его эффективности.

Уровень технологии — это отношение среднего срока службы комплекса используемых в процессе труда механизированных и автоматических машин к среднему сроку службы всех средств труда:

где Тг — средний срок службы машин для z-й звенности.

Примерные значения среднего срока службы машин приведены в табл. 1.5.

Средние сроки службы машин

Z

0

1

2

3

3,5

4

4,5

5

Tz, лет

15

13

12

10

9

7

6,5

6

Для анализа уровня автоматизации производства в производственных участках депо в табл. 1.6—1.10 приведены наиболее характерные виды оборудования вагоносборочного, тележечного, колесно-роликового, ремонтно-комплектовочного и вспомогательных участков вагоноремонтного депо с указанием ориентировочных значений их звенности, коэффициентов загрузки, средних сроков службы, мощности приводов и требуемого числа для годового выпуска вагонов 3000 шт.

В табл. 1.6—1.10 введены следующие обозначения: |3 — доля трудоемкости работ, выполняемых с помощью рассматриваемой машины для заданного участка производства (отделения); Zn — планируемая средняя звенность машины; ту число установленных машин для выполнения заданной программы; К3 — коэффициент загрузки машины (см. табл. 1.4); Тг средний срок службы машины Z-й звенности (табл. 1.5); Ру — мощность приводов машины, кВт; МК — мостовой кран.

Таблица 1.6

Характеристика оборудования вагоносборочного участка

Т ехнологическая операция

Оборудование

Параметры машины

Р

Zn

my

*3

т

1 Z

Ру,

кВт

1

2

3

4

5

6

7

8

Вагон обмыть, просушить

Машина моечная

0,013

4

1

0,85

9

75

Кузов поднять, опустить

Механизированные опоры и МК

0,031

3

12

0,7

10

24

Тележку выкатить, подкатить

Конвейер

0,008

3,5

3

0,8

9

30

Тележку подать в ремонт и вернуть

Трансбордер

0,024

3

1

0,7

10

10

Вагон подать, переместить

Конвейер (локомотив)

0,019

3

1

0,7

10

10

Автосцепное устройство сменить

Тележка-подъемник,

гайковерт

0,027

2

3

0,5

12

6

1

2

3

4

5

6

7

8

Крышку люка (сливной прибор) сменить

Приспособление к МК

0,041

2

2

0,5

12

0

Элементы вагона выправить, поджать

Правильная машина, горелка, кувалда

0,221

3

1

0,7

10

60

Дверь (борт) сменить

Приспособление к МК

0,021

2

1

0,5

12

0

Пятник сменить

Тележка-подъемник, ключ, бородок

0,026

2

1

0,5

12

1

Элементы кузова укрепить

Нагреватель заклепок, гайковерт

0,032

2

1

0,5

12

5

Накладку пригнать

Верстак, инструменты

0,049

1

2

0,4

13

0

Трещину разделать

Пневмозубило, электродрель, инструменты

0,022

2

1

0,5

12

1,5

Сварочные

Сварочный агрегат

0,145

3,5

1

0,8

9

120

Автогенные

Газовый резак

0,038

2

1

0,5

12

2

Тормоз отремонтировать

Верстак, стенд, инструменты

0,216

2

5

0,5

12

10

Вагон окрасить

Распылитель, кисть

0,032

2

1

0,5

12

0,5

Знаки и надписи нанести

Распылитель, кисть

0,016

1

1

0,4

13

0,5

Таблица 1.7

Характеристика оборудования тележечного участка

Технологическая

операция

Оборудование

Параметры машины

Р

%

к.

Т

1 Z

Ру,

кВг

1

2

3

4

5

6

7

8

Тележку подать в ремонт и вернуть

Трансбордер

0,018

3

2

0,7

10

10

Тележку развернуть

Установка для разворота

0,002

3

1

0,7

10

8

Каркас тележки в моечную машину загрузить

Установка для загрузки

0,002

3

2

0,7

10

12

Каркас тележки обмыть, просушить

Машина моечная

0,051

4

1

0,85

7

62

Подъемно-транспортные

Кран-балка (КБ)

0,024

3

1

0,7

10

5

Информационные

АРМ-М, табло

0,021

3,5

1

0,8

9

1

Диагностику каркаса тележки выполнить

Стенд диагностики

0,029

3,5

1

0,8

9

5

Каркас тележки разобрать

Стенд раскантовки

0,073

3

1

0,7

10

3

Окончание табл. 1.7

1

2

3

4

5

6

7

8

Надрессорную балку отре- монтировать

Кантователь

0,016

3

1

0,7

10

5

Установка для измерения

0,032

3,5

1

0,8

9

5

Сварочное оборудование

0,008

3,5

1

0,8

9

55

Специальный станок

0,041

3

1

0,7

10

30

Диагностическая

установка

0,021

3,5

1

0,8

9

5

Боковую раму отремонти- ровать

Кантователь

0,021

3

1

0,7

10

5

Установка для измерения

0,032

2

1

0,5

12

5

Газовый резак

0,005

2

1

0,5

12

2

Сварочное оборудование

0,016

2

1

0,5

12

55

Специальный станок

0,051

3

1

0,7

10

30

Клепальная скоба

0,004

1

1

0,4

13

1,5

Нагреватель заклепок

0,002

2

1

0,5

12

16

Диагностическая

установка

0,032

2

1

0,5

12

5

Пружины отремонтировать

Манипулятор разборки комплекта

0,051

3

1

0,7

10

5

Стенд измерений и сортировки

0,041

3

1

0,7

10

3

Электропечь

0,046

3

1

0,7

10

36

Пресс для восстановления шага

0,011

3

1

0,7

10

25

Закалочный барабан

0,022

3

1

0,7

10

10

Станок для обработки дробью

0,004

3

1

0,7

10

8

Стенд дефектоскопии и измерения

0,022

3,5

1

0,8

9

3

Установка для окраски

0,003

3

1

0,7

10

2

Триангель и детали ТРП отре монтировать

Поточная линия

0,152

2,14

7

0,54

11,6

89

Каркас тележки собрать, тележку измерить

Конвейер,установка для сборки,стенд

0,131

2,25

4

0,55

11,5

18

Тележку окрасить

Установка для окраски

0,016

1

1

0,4

13

0,5

Характеристика оборудования колесно-роликового участка

Технологическая операция

Параметры машины

Р

ту

К3

Тг

Ру,

кВт

1

2

3

4

5

6

7

Машина для обмывки колесных пар

0,021

3,5

1

0,8

9

165

Кран-балка (КБ)

0,002

3

1

0,7

10

15

АРМ-М, табло

0,011

3,5

1

0,8

9

1

Установка сухой очистки колесных пар

0,022

3

1

0,7

10

13

Стенд дефектоскопии колесных пар

0,032

2

1

0,5

12

8

Комплекс для измерения колесных пар

0,037

2

1

0,5

12

10

Подъемно-поворотное устройство

0,002

3

1

0,7

10

3

Толкатель колесных пар

0,003

3

1

0,7

10

13

Стенд демонтажа роликовых букс

0,026

3

1

0,7

10

2,2

Передвижной буксосъемник

0,007

3

1

0,7

10

1,5

Установка для выпрессовки подшипников и обмывки корпусов

0,025

3,5

1

0,8

9

30

Машина для обмывки подшипников

0,034

3,5

1

0,8

9

25

Машина для обмывки деталей буксовых узлов

0,019

3,5

1

0,8

9

37

Колесотокарный станок

0,154

3,5

1

0,8

9

55

Шеечнонакатной станок

0,076

3,5

1

0,8

9

8,5

Рабочее место для промежуточной ревизии букс

0,071

1

1

0,4

13

0

Стол для подготовки корпусов букс к монтажу

0,026

0

1

0,3

15

0

Нагреватель внутренних и лабиринтных колец

0,005

2

1

0,5

12

12

Стенд монтажа букс

0,282

3

5

0,7

10

7,5

Передвижной буксонадеватель

0,008

3

1

0,7

10

1,5

Транспортер для корпусов букс

0,008

3

1

0,7

10

3,5

Транспортер для подшипников

0,005

3

1

0,7

10

3,5

Дефектоскоп для наружных колец подшипников

0,021

2

1

0,5

12

2,5

Дефектоскоп для роликов

0,019

2

1

0,5

12

2,3

Дефектоскоп для сепараторов

0,019

2

1

0,5

12

0,5

1

2

3

4

5

6

7

Установка зачистки роликов

0,017

2

1

0,5

12

0,25

Установка зачистки наружных колец

0,001

2

1

0,5

12

0,65

Установка подборки роликов

0,005

3,5

1

0,8

9

1,36

Установка подборки подшипников

0,011

3,5

1

0,8

9

1,36

Установка контроля параметров подшипников

0,015

3,5

1

0,8

9

1,36

Стол сборки подшипников

0,007

0

1

0,3

15

0

Слесарный инструмент

0,005

0

1

0,3

15

0

Установка для окраски колесной пары

0,004

2

1

0,5

12

0,55

Таблица 1.9

Характеристика оборудования ремонтно-комплектовочного участка

Технологическая операция

Параметры машины

Р

2п

ту

К3

Т

1 Z

Ру,

кВт

1

2

3

4

5

6

7

Контрольный пункт автосцепки

Моечная машина

0,021

3,5

1

0,8

9

37

Кран-балка (КБ)

0,011

3

1

0,7

10

15

Кран-укосина

0,011

2

1

0,5

12

2

АРМ-М, табло

0,028

3,5

1

0,8

9

1

Разборочный стенд

0,024

1

1

0,4

13

0

Сборочный стенд, шаблоны и слесарный инструмент

0,015

1

1

0,4

13

0

Тележка-транспортер для поглощающих аппаратов

0,002

3

1

0,7

10

1,5

Кассета для транспортировки корпусов

0,002

2

1

0,5

12

0

Стеллажи

0,002

0

1

0,3

15

0

Сварочный трансформатор

0,065

2

1

0,5

12

65

Сварочный полуавтомат

0,05

3,5

1

0,8

9

40

Сварочный автомат

0,054

4

1

0,85

7

120

Аппарат газосварочный

0,007

2

1

0,5

12

2

Стол сварочный

0,17

0

3

0,3

15

0

Кантователь для наплавки деталей

0,17

3

3

0,7

10

6

Приспособление для обработки наплавленных мест

0,004

2

1

0,5

12

1,5

Стенд магнитной дефектоскопии

0,007

3

1

0,7

10

4

1

2

3

4

5

6

7

Вертикально-фрезерный станок

0,097

3

2

0,7

10

12

Токарно-винторезный станок

0,028

3

1

0,7

10

10

Строгальный станок

0,077

3

1

0,7

10

3

Заточной станок

0,049

3

1

0,7

10

4,5

Печь для нагрева хвостовиков

0,011

3,5

1

0,8

9

36

Пресс для правки хвостовиков

0,002

3

1

0,7

10

7,5

Рольганг для перемещения аппаратов

0,002

3,5

1

0,8

9

2

Пресс для сжатия аппаратов

0,002

3

1

0,7

10

7,2

Электрогайковерт

0,006

2

1

0,5

12

2

Стенд для разборки и сборки аппаратов

0,007

1

1

0,3

13

0

Установка для окраски

0,007

3,5

1

0,8

9

2

Распылитель и кисть

0,021

2

1

0,5

12

0,5

Установка для сушки

0,036

3,5

1

0,8

9

2

Электрокар

0,011

3

1

0,7

10

3,5

Сварочное отделение

1

2,39

9

0,62

10,8

252

Слесарно-механическое отделение

1

2,13

15

0,57

11,46

86,8

Кузнечное отделение

1

2

5

0,54

11,8

125

Инструментальное отделение

1

2,25

10

0,59

11,3

31,8

Отделение ремонта крышек люков (бортов)

1

2,3

13

0,49

8,92

124

Таблица 1.10

Характеристика оборудования вспомогательных участков

Технологическая операция

Параметры машины

Р

ту

*3

Т

1 Z

Ру,

кВт

1

2

3

4

5

6

7

Ремонтно-механический участок

Токарно-винторезный станок

0,318

3

1

0,7

10

10

Фрезерный станок

0,174

3

1

0,7

10

11

Шлифовальный станок

0,098

3

1

0,7

К)

4,5

Строгальный станок

0,056

3

1

0,7

10

5,5

Сверлильный станок

0,056

3

1

0,7

10

10

Слесарный инструмент

0,298

0

2

0,3

15

0

Участок ремонта электросилового оборудования

Верстак

0,08

1

1

0,4

13

0

Окончание табл. 1.10

1

2

3

4

5

6

7

Настольный сверлильный станок

0,2

3

1

0,7

К)

5

Стеллажи

0,05

0

1

0,3

15

0

Стенд испытания электрических машин

0,25

3

1

0,7

К)

5,5

Кран-укосина

0,02

2

1

0,5

12

2

Слесарный инструмент

0,2

0

1

0,3

15

0

Инструмент электромонтера

0,2

2

1

0,5

12

1

Ремонтно-хозяйственный участок

Слесарный инструмент, ключи трубные

0,781

0

2

0,3

15

0

Верстак

0,109

1

1

0,4

13

0

Стеллажи

0,109

0

1

0,3

15

0

Пример. По данным табл. 1.6 определить уровень автоматизации производства на вагоносборочном участке (ВСУ) вагоноремонтного депо:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >