Коэффициент использования

Цикловые и внецикловые потери и их влияние на производительность.

В теории производительности рабочих машин принимаются; следующие исходные положения:

1. Все ходы машины, которые обеспечивают непосредственную обработку предмета производства (изменение его объема, массы, формы или положения в пространстве), в соответствии с целевым назначением машины являются рабочими.

2. Все ходы машины, которые являются вспомогательными для осуществления рабочих ходов (загрузка, разгрузка, зажим, фиксация, пуск и останов машины и т.п.), являются холостыми. Таким образом, полная затрата времени на обработку складывается из времени, идущего на собственно обработку, и времени, потребного на осуществление холостых ходов: T=t_p+t_x, где Т — продолжительность (период) рабочего цикла; t_p — время на осуществление рабочих ходов; t_x — время на осуществление холостых ходов — непроизводительно затраченное время.

Так, например, на маркировальной машине происходит нанесение на письма знаков, определяющих сумму почтового сбора (вместо почтовой марки), оттиска календарного штемпеля, а также штемпеля с названием и адресом предприятия и очередным номером отправления. При этом осуществляются рабочие ходы по непосредственному нанесению знаков и холостые ходы, такие, как, например, подача писем в рабочую зону, лицовка и загрузка писем в машину, включение и выключение машины.

К числу холостых ходов можно отнести также у посылочно-сортировочных машин движение шлюзовых дверок в положение для сброса или у другого типа этих машин — возврат в исходное положение наклоненных при сбрасывании груза платформ непрерывно движущихся тележек и т.п. Во время холостых ходов полезная работа не производится. Поэтому надо стремиться к сокращению времени холостых ходов, что приведет к уменьшению продолжительности рабочего цикла, а следовательно, к увеличению производительности машины.

У ряда машин некоторые холостые ходы совмещаются с временем рабочих ходов (обработкой). В этом случае время их совершения не относится к t_x, так как оно не увеличивает общее время цикла Т.

Производительностью рабочей машины называется количество обрабатываемого продукта в единицу времени. В зависимости от целевого назначения рабочей машины, от вида обработки производительность машины может измеряться в различных единицах. Для последующих рассуждений принимаем за производительность труда в натуральном измерении число обрабатываемых изделий в единицу времени, что характерно для предприятий почтовой связи.

Цикловая производительность рабочей машины (шт./мин) Q_ц=1/Т=l/(t_p+t_x), где t_х — потери времени только рабочего цикла.

Если у машины отсутствуют холостые ходы, ее цикловая производительность (шт./мин) определяется только длительностью обработки Q_ц=l/t_р=K, где К — технологическая производительность, представляющая собой потенциал производительности машины, который определяется в идеальных условиях при отсутствии холостых ходов и любых простоев рабочей машины.

Примером идеальной машины с технологической производительностью может явиться, например, сортировочная машина с непрерывно движущимся конвейером, на котором посылки независимо от их габаритов располагаются практически без зазора и у сбрасывателей отсутствуют холостые ходы (t_х=0). Такая машина должна работать также без простоев.

Однако в большинстве случаев при проектировании и эксплуатации машин и автоматических линий не удается полностью совместить холостые ходы с рабочими и исключить при этом простои.

Повышение технологической производительности является важнейшим средством увеличения производительности машин и достигается интенсификацией обработки при одновременном осуществлении ее в нескольких позициях. Примером многопозиционной обработки являются письмосортировочные машины, машины для сортировки посылок, автоматические роторные линии и т.п.

При многопозиционной обработке увеличивается число рабочих позиций и соответственно увеличивается производительность машины или автоматической линии. Так, например, ССП-К является двухпозиционной машиной параллельного соединения и производительность ее соответственно выше, чем у аналогичной однопозиционной машины УСП-К; лицовочно-штемпелевальная машина ЛШМ является также многопозиционной машиной, но последовательного соединения: в ней одновременно выполняются две операции.

Как холостые ходы (цикловые потери), которые имеют место в каждом цикле, так и внецикловые простои, возникающие по прошествии ряда циклов, несмотря на их различную природу рассматриваются как потери времени полезной работы машины или системы машин.

Внецикловые потери можно разделить на две категории: 1) по техническим причинам (ремонт и регулирование механизмов и устройств, смена и регулирование инструмента и т.п.); 2) по организационным причинам (отсутствие предметов обработки, например писем, посылок и т.п., несвоевременный приход и уход рабочих, отсутствие электроэнергии, инструмента и т.д.).

Машины и системы машин (автоматические линии) с автоматическим и полуавтоматическим циклами часто простаивают по техническим причинам и это неизбежно. Потери, вызванные техническими причинами, являются следствием малой долговечности и надежности механизмов и устройств машин, рабочего инструмента и т.п. Кроме этого, в потери по техническим причинам входит время на плановую профилактику и в том числе на переналадку машины или системы машин при переходе на другую программу обработки. Потери же второй категории должны быть сведены к минимуму.

Техническая производительность характеризует действительные возможности имеющегося оборудования и равна Q_тех=Q_цK_т.и, где Q_т.и — коэффициент технического использования, учитывающий потери по техническим причинам: К_т.и=_р/(_р+_с), где _р — суммарное время работы за рассматриваемый период, при котором производилась обработка нормального качества; _с — собственные простои машины или системы машин по техническим причинам за отрезок времени .

Коэффициент технического использования показывает, какую долю времени машина или система машин будет обрабатывать почтовые отправления.

Если из простоев машин по техническим причинам исключить время плановой профилактики оборудования и время на переключение программ, то получим коэффициент готовности машины или автоматической линии (системы машин) К_г=_р/_р+(_с—_п.п), где _п.п — время плановой профилактики.

Коэффициент готовности характеризует прежде всего долговечность и надежность механизмов, устройств и инструмента, стабильность технологического процесса и т.д.

Производительность машины или автоматической линии с учетом потерь по техническим и организационным (внецикловым) причинам называется фактической производительностью Q_ф=Q_тex K_oрг, где К_орг — коэффициент, учитывающий потери по организационным причинам. Повышение производительности машин и автоматических линий может быть достигнуто интенсификацией процессов обработки (сокращением t_p) при одновременном сокра­щении цикловых (t_x) и внецикловых потерь. Внецикловые потери представляют собой суммарное время простоев (по техническим и организационным причинам) за некоторый промежуток времени _п, приходящееся на единицу продукции. Так как время работы машины пропорционально количеству обработанных почтовых отправлений =ZT, то _п/_p=_п/ZT=t_ц/T, где t_п — внецикловые потери, приходящиеся на единицу продукции; _п, — суммарное время простоев по техническим и организационным причинам; Z — число обработанных изделий за время работы машины; _p — производительно затраченное время на обработку изделий; Т —время рабочего цикла, необходимое для обработки одного изделия.

Например, сортировочная машина с продолжительностью рабочего цикла Т =0,05 мин в течение 60 мин обработала 1000 посылок. Тогда суммарное время полезной работы машины составит _Р=1000*0,05=50 мин, а суммарное время простоев _п =60-50=10 мин. Следовательно, общие внецикловые простои, отнесенные к одной посылке, составят t_п=_п/Z =10/1000=0,01 мин/шт.

Выражая во времени все потери, отнесенные к одной посылке, получим следующую зависимость для рабочей машины: Q_ф=1/(t_p+t_x+t_п)=K_ис/(t_р+t_х)=Q_цK_ис, где K_ис — коэффициент использования машины,

K_ис=1/(1+_п/_р)=Т_ц(Т_ц+t_п)=К_{т. и} К_орг (8.1)

Таким образом, полный коэффициент использования машины или автоматической линии является произведением коэффициентов технического и организационного использования этой машины или линии.

Если разделить суммарное время простоев _п на время работы машины _р за тот же промежуток времени, то получим внецикловые потери, относящиеся не к одному почтовому отправлению, а к единице времени работы машины, т.е. _п/_р = В.

Например, если В =0,1, то в среднем на каждую минуту работы машины или автоматической линии приходится 0,1 мин простоя по техническим или организационным причинам. Обе формы выражения внецикловых потерь связаны отношением В= /Т.

Если за каждый рабочий цикл обрабатывается не одно, а р почтовых отправлений, то В=рt_п/Т. Подставляя значения t_п и В в формулу (8.1), получим К_ис=1/(1+t_п/Т)=1/(1+В).

Пример. Автоматическая линия обработки письменной корреспонденции с рабочим циклом Т=0,18 с за =3600 с обрабатывает в среднем Z=18 000 писем. Для определения параметров производительности подсчитаем общее время заботы линии ZT =18 000*0,18=3240 с. Суммарное время простоев _п =3600-3240=360 с. Суммарные внецикловые потери составили t_п=_п/Z =360/18 000=0,02 с/шт. Или на каждый цикл длительностью в 0,18 с приходится в среднем по 0,02 с внецикловых простоев В = _п / _р =360/3240=0,11. Таим образом, на каждую секунду работы линии приходится в среднем 0,11 с ее простоев.

Коэффициент использования линии К_ис =1/(1+0,02/0,18)=0,9.

Оба вида внецикловых потерь по техническим и организационным причинам надо учитывать при анализе действующих машин и автоматических линий в конкретных условиях производства с целью сокращения этих потерь и повышения производительности линий.

Однако значительная часть задач, решаемая методами теории производительности, требует знания числовых значений только собственных потерь по техническим причинам, поэтому в формулах под символами t_п к К_ис понимают обычно собственные потери и коэффициент технического использования, а под производительностью машины Q — ее техническую производительность.

Дата добавления: 2014-01-05