_Глава-2 Производительность (Лекции ОПиЭНТО), страница 2

Фактическая производительность

(3-6)

Здесь - коэффициент использования, численно равный доле планового фонда времени θ, когда машина работает и выдает продукцию. Так, _ис = 0,8 означает, что за произвольный период машина 80 % времени работала, а 20 % простаивала. С учетом формулы (2.5)

(2.7)

Продолжая интерпретацию критериев оценки, можно сказать, что производительность машины зависит от прогрессивности технологии, конструктивного совершенства и использования этих возможностей во времени.

Формулы (2.6) и (2.7) дают оценку по всей выпущенной продукции (или в допущении, что вся она годная). В реальных условиях, которые отражаются диаграммой на рис. 2.2, разделить выпущенную продукцию сразу на годную и бракованную не всегда удается, обычно это делается позже. Для того чтобы перейти к оценке по годной продукции, необхо­димо ввести коэффициент выхода годных изделий _г, численно показывающий, какая часть выпущенной продукции отвечает технологическим требова­ниям.

Тогда фактическая производительность

(2.8)

В отличие от интервалов времени рабочего цикла, которые имеют стабильные значения, периоды безотказной работы и простоев случайны по своей природе; все численные показатели, включая коэффициент ис­пользования _ис и фактическую производительность Q, являются случай­ными величинами и должны оцениваться по численным значениям как математические ожидания, их достоверность зависит от объема инфор­мации. В качестве примера на рис.2.3 приведена диаграмма значений коэффициента использования автоматической линии по результатам на­блюдений в течение N рабочих смен, продолжительность которых одина­кова: θ_СМ = 480 мин. В первую рабочую смену (N= 1) автоматическая линия фактически проработала θ_р = 450 мин, имела лишь θ_п = 30 мин простоев. Коэффициент использования по итогам одной смены наблюдения

Однако это значение есть лишь одна реализация случайной величи­ны. Уже во вторую смену из-за крупной поломки линия проработала только θ_р = 50 мин, коэффициент использования по итогам двух смен наблюдения (N=2) составил

Третья смена оказалась относительно благополучной: коэффициент использования по итогам трех смен составил

_ис3=0,72.

При увеличении объема информации численное значение коэффи­циента использования стабилизируется. Таким образом, оценка показате­лей производительности, учитывающих простои оборудования, требует значительных по объему эксплуатационных наблюдений с последующей обработкой полученных данных статистическими методами.

Виды простоев. Простои можно разделить на:

1) собственные простои θ_с, обусловленные "внутренними" причинами

(конструкцией механизмов и инструментов, их надежностью в работе, режимами эксплуатации: смена и регулировка инструмента, обнаружение и устранение отказов в работе, уборка и очистка и т.п);

2) организационно-технические θ_от зависящие от внешних при-

чин (отсутствия обрабатываемых изделий, инструмента, электроэнергии; несвоевременного прихода и ухода рабочих и т.п.);

3) для переналадки θ _пер • Частота их обусловлена организационными факторами, а длительности единичных простоев - техническими (заменой технологической оснастки, инструмента, управляющих про­грамм; обработкой пробных изделий с корректировкой программ работы и инструментального оснащения и т.п.).

Итак, суммарная длительность простоев

θ _п= θ_с + θ _от + θ _{пер .} (2.9)

Если машина работает без переналадок или они занимают мало вре­мени в общем фонде (θ _пер= 0)

θ _п= θ_с + θ _от.

Если в формуле для _ис умножить числитель и знаменатель на одну и ту же величину, можно получить

(2.10)

Здесь

(2.11)

коэффициент технического использования, численно показывающий, какую долю времени машина при полном обеспечении всем необходимым (θ _от = 0) действительно работает и выдает продукцию; это ха­рактеристика собственной работоспособности машины;

(2.12)

коэффициент загрузки, численно показывающий, какую часть планового фонда времени машина обеспечена всем необходимым для функциони­рования.

Введение частных безразмерных коэффициентов позволяет более полно и дифференцированно оценивать влияние различных факторов на производительность машины.

Так, значение _ис = 0,45 говорит лишь о том, что машина использует свои производственные возможности только на 45 %. Если выразить _ис через _тех= 0,90 и условиться, что _загр = 0,5, становится понятно, что машина не имеет требуемых условий для работы, а ее надежность высо­кая. Бывает и наоборот.

Следовательно, можно сказать, что производительность машин за­висит от:

• прогрессивности технологии;

• конструктивного совершенства;

• надежности функционирования;

• выхода годной продукции;

• условий функционирования и обеспечения всем необходимым для работы.

Тогда с учетом (2.7)-(2.12) получим

Q=K_тех_г_загр. (2.13)

Каждый фактор имеет оценку численно и наглядно. Для машин, ра­ботающих с переналадками, необходимо ввести еще один коэффициент, учитывающий удельный вес времени работы без переналадок в общем фонде времени.

Оценка влияния простоев машин на производительность через безразмерные коэффициенты , _тех, _загр наглядна и проста при анализе работы действующего оборудования. Однако она неудобна при расчетах ожидаемой производительности в процессе сравнительного анализа. Для таких случаев предлагается ввести понятие внецикловые потери.

Методика расчёта этих показателей подробно, и с примерами, изложена в учебном пособии Волчкевича Л.И. (Волчкевич Л.И. Автоматизация производственных процессов: Учебное пособие. – 2-е изд., стер. – М.: Машиностроение, 2007)

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите количественную характеристику технологической машины, определяющую объем выпускаемой продукции.

2. Что такое время рабочего хода установки?

3. На конкретном примере покажите, как определяется время не совмещённых холостых ходов.

4. Перечислите основные показатели производительности технологической машины?

5. Как классифицируются виды простоев технологического оборудования? Назовите их особенности.

6. Что такое собственные простои технологической машины?

7. Определите, к каким видам простоев вакуумной установки может относиться несвоевременная подача полупроводниковых подложек в рабочую зону?

8. Приведите какой-либо пример расчёта собственных потерь установки?

9. Какие данные должен собрать исследователь, чтобы оценить простои оборудования от «внешних» причин?

10. Как рассчитывается фактическая производительность установки?

11. Приведите пример, указав, минимум три варианта исходных данных, необходимых для расчёта фактической производительности.

12. Что характеризует коэффициент использования? В чём его отличие от коэффициента технического использования?

13. При оценке работоспособности установки, какие данные следует собрать, чтобы рассчитать коэффициент использования?

14. В установке совмещения и экспонирования (УСЭ) время рабочего составляет t_э=60 с, время цикла t_ц=100 с. За рабочую смену (8 часов) на УСЭ было обработано 200 пластин. Определите, сколько времени простаивала установка?

15. Для примера из вопроса №14 определите коэффициент использования УСЭ, если в начале смены лампа экспонирования в течение 20 мин выходила на рабочий режим, а перед окончанием смены за 0,5 ч установка была выключена.

16. На установке в течение смены (8 часов) из-за простоев по орг.-тех. причинам удалось обработать лишь 205 пластин. Определите снижение фактической производительность (в процентах) и значение коэффициента загрузки установки. При расчёте учтите, что время экспонирования одной пластины 40 с, время несовмещённых холостых ходов составляло 20с.

6