Основные виды целевых функций при моделировании технологических процессов

Важным моментом при оптимизации технологических процессов обработки является выбор целевой функции.

Принципиально возможны следующие критерии выбора режимов обработки при построении оптимальной операции:

1. наименьшая технологическая себестоимость,

2. максимальная производительность,

3. максимальная стойкость инструмента,

4. показатель наименьших приведенных затрат.

4 - показатель наименьших приведенных затрат является обобщенным и учитывает технологическую себестоимость операции, капитальные вложения по оборудованию и оснастке и нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений. Его целесообразно применять для выбора наилучшего варианта операции при возможной обработке деталей на разных моделях станков.

3 - Максимальная стойкость инструмента в качестве целевой функции может применяться при обработке больших поверхностей крупных и тяжелых деталей, заготовок из труднообрабатываемых сплавов, когда время выполнения одного перехода или нескольких переходов на выбранных режимах должно быть меньше периода стойкости инструмента, соответствующего этим режимам.

1, 2 - В условиях серийного производства особого внимания заслуживают две целевые функции: минимум технологической себестоимости и максимум производительности при выполнении операции. Эти целевые функции относятся к отдельной операции. Их решение определяет предельные возможности спроектированной операции (по себестоимости и производительности), если отсутствуют ограничения организационного характера.

Для условий поточно-массового производства, когда возникает необходимость синхронизации времени обработки с тактом поточной или автоматической линии, в качестве целевой функции используют минимум технологической себестоимостипри заданной производительности. Здесь заданная производительность выступает в роли ограничения.

Технологическую себестоимость выполнения i-й операции в серийном производстве определяют по следующей формуле:

где С_з, С_н - минутная ставка станочника и наладчика; расходы на амортизацию (С_а), текущий ремонт оборудования (С_р), электроэнергию холостого (С_эл.х ) и рабочего (С_эл.р ) ходов, режущий (С_и), вспомогательный инструмент и приспособления (С_п), в руб. (коп.), отнесенные к 1 мин штучно-калькуляционного времени t_шт.к; t_о,i, t_в,i, t_т,i суммарные значения основного вспомогательного времени и времени технического обслуживания при выполнении операции соответственно, в мин; Т_п.з - подготовительно-заключительное время, в мин; N - размер партии обрабатываемых деталей.

Фактическая штучная производительность (в шт/мин)

где k - технологическая производительность (k = 1/t_p);

åC_i - потери времени, связанные с эксплуатацией инструмента;

t_p – время резания.

Время, затрачиваемое на холостые ходы и на смену инструмента, не зависит от режимов резания. В то же время при интенсификации режима обработки стойкость инструмента Т снижается в X раз:

где 0 — признак базового варианта (до интенсификации скорости резания); m_v -показатель степени при значении скорости резания; С_т —коэффициент.

В результате интенсификации скорости резания потери, связанные с инструментом, увеличиваются с учетом времени на замену изношенного инструмента.

Сравнение двух критериев позволяет сделать выводы:

· - целевую функцию С_оп выгоднее применять при обработке на универсальном и недорогом оборудовании. В этом случае интенсификация режимов резания не приводит к существенному повышению производительности обработки.

· - целевая функция — максимальная производительность в полной мере соответствует целям производства, т. е. производительной обработке, но в условиях использования неавтоматизированного универсального оборудования дает повышенную стоимость обработки.

· - при работе на автоматизированном оборудовании высокой стоимости отклонение от режимов резания, обеспечивающих максимальную производительность, приводит к недоиспользованию оборудования по мощности. Поэтому высокая производительность автоматизированного дорогого станка предопределяет использование целевой функции — максимальная производительность.

Дата добавления: 2014-01-04