Разработка организационных и технико-экономических методов рационализации использования металла в условиях машиностроения тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Разработка организационных и технико-экономических методов рационализации использования металла в условиях машиностроения"

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции ордена Трудового Красного Знамени государственный ^^ технический университет имени Н.Э.Баумана

52_

На правах рукописи

^ БОНДАРЕВ ГРИГОРИЙ СЕМЕНОВИЧ

и

РАЗРАБОТКА ОРГАНИЗАЦИОННЫХ И ТЕХНИКО-

ЭКОНОМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛА В УСЛОВИЯХ МАШИНОСТРОЕНИЯ

08.00.28 - организация производства (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1995

/

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э.Баумана.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Колобов A.A.

Официальные оппоненты: доктор экономических наук,

профессор Ковалев А.П.

кандидат технических наук, доцент Салимов Б.С.

Ведущая организация: Научно-производственное

объединение ТЕХНШАШ.г.Мосхьа

Защита состоится "199 г. в час. на заседании специализированного Совета К 053.15.16 в Московском 1Ъсударственном техническом университете им.Н.Э.Баумана по адресу: 107005, г.Москва, 2-а'я Бауманская.уд.,дом.5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского Государственного технического университета им.Н.Э.Баумвна.

Ваш отзыв на автореферат в 1-ом екземпляре, заверенный печатью, просим направить по указанному адресу.

Желающие присутствовать на защите должны заблаговременно известить Совет письмами заинтересованных организаций на имя председателя Совета. Телефон для справок - 267-09-63.

Автореферат разослан ¿ijbe^M 199 ¿> г.

Ученый секретарь специализированног совета гл

д.т.н.,профессор ^^/^адовская Т.Г.

Подп, к печати № С*/ $#3аказ /¿3 объем I п.л., тир.100 экз.

Типография МГТУ им.Н.Э.Баумана

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Важнейшим направлением научно-технического прогресса в машиностроении является рациональное использование ресурсов, сокращение их расхода при одновременном увеличении выпуска продукции.

Рациональное потребление металла подразумевает выполнение следувщих условий:

- использование металла и металлопродукции необходимого качества, а также заманителей металла;

- внедрение в практику конструирования, в качестве' обязательного элемента расчетов на прочность, моделирования при широком использовании упрочняющих обработок и покрытий;

- определение и поддержание оптимального с народнохозяйственной точки зрения соотношения между чистой и черной массой продукции.

Третье условие относится к технологической материалоемкости продукции. Соотношение между чистой и черной массой, называемое коэффициентом использования металла (К^), характеризует величину отходов и потерь, определяет трудоемкость и длительность механообработки изделий и зависит от выбора методов и способов получения заготовок, осуществляемых на ранних стадиях технологической подготовки производства.

Задача определения оптимального значения К^ рассматривается в диссертаций на различных иерархических уровнях: на уровне детали, изделия, предприятия и отрули.

Как известно, номенклатура деталей, входящих в изделие став- ' построения, велика, поэтому оптимизация величины Ким на уровне изделия и выше не может быть выполнена оперативно традиционными (ручными) способами без использования средств вычислительной техники»^

В данной работе рещается задача создания методики автомата- . зироваиного выбора рациональных методов получения заготовок.

Цель и задачи исследования. Целы» настоящей дпссертацио-гйой работы является разработка организационных и технихо-якономичес- -ких методов автоматизированного вибора рациональных технологических процессов получения заготовки и разработка основных элементов систем! автоматизированного проектирования (САПР) "ЗАГОТОВКА",. которая Фуняаионирует в качестве подсистемы САПР технологической, подготовки производства. Для достижения поставленной йели в дис-•' . ; • ; " ■■ V . ■.'• ' I ■

сертации решаются следующие задачи:

- формирование информационных моделей деталей и алгоритмов выбора альтернативных вариантов заготовки;

- формирование экономико-математических моделей и алгоритмов определения коэффициента использования металла (Кш) альтернативных вариантов;

- разработка экономико-математической модели оптимизации Ким;

- разработка информационного,математического и программного обеспечения САПР "ЗАГОТОВКА";

- разработка методики определения технико-экономической эффективности применения САПР "ЗАГОТОВКА" в конкретных производственных условиях.

Предметом исследования в настоящей работе являются вопросы теории, практики и методологии определения коэффициента использования металла, а также вопросы применения прогрессивных методов получения заготовок в конкретных производственных условиях. В качестве объекта исследования выбрана одна из ведущих отраслей машиностроения - станкостроительная промышленность (производство металлорежущих станков). ^

Методы исследования. Для решения поставленных в диссертации задач использовались принципы математического программирования и системно-кибернетического анализа, принципы и методы построения экономико-математических моделей, а также разработанный метод выбора оптимального коэффициента использования металла.

Научная новизна -проведенного исследования состоит в следующем:

1. Предложен и обоснован системный подход при формировании информационных моделей деталей и алгоритмов выбора альтернативных вариантов заготовок.

2. На основе использования аппарата математической статистики впервые выделены и обоснованы корреляционные зависимости, положенные в основу создания экономико-математических моделей определения коэффициента использования металла (Ким) альтернативных вариантов,

3. Сформулирована в решена задача оптимизации Ким в постановке задачи линейного программирования.

4. Разработан и научно обоснован комплекс основных элементов САПР "ЗАГОТОВКА".

Практическая ценность выполненного исследования заключается 2 '

в разработке руководящего материала по технико-экономическому обоснованию (РТМ2-Н07-2-85) выбора рационального варианта получения машиностроительных заготовок. Разработано и внедрено программно-математическое обеспечение с целью практической реализации САПР "ЗАГОТОВКА", что позволяет предприятию:

- повысить эффективность использования металла;

- сократить длительность технической подготовки производства;

- оптимизировать коэффициент использования металла для конкретных видов заготовок;

- сократить трудоемкость механической обработки;

- научно обосновывать применение прогрессивных методов получения заготовок.

Апробация и реализация результатов исследования. Основные теоретические и методические положения диссертационной работы были доложены и положительно отмечены на заседаниях кафедры "Экономика и организация производства" МГТУ им.Н.Э.Баумана.

Результаты исследований, проведенных в диссертационной работе рассмотрены на НГС ШО "ОРГСТАНКИШРОМ", в научно-исследовательской лаборатории технических нормативов и приняты к использованию при разработке нормативной базы выбора рациональных методов и способов получения заготовок машиностроительных деталей.

Публикации. Результаты исследований опубликованы в четырех работах.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка включающего КО наименований и трех приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается выбор темы исследования, ее актуальность, связь с народнохозяйственными проблемами, фору лиру ет-ся цел® ¡^задачи исследовяния, основные научные положения, защищаемые диссертантом, структура диссертационной работы.

В первой главе - "Технико-экономический анализ металлоемкости продукции" проведен анализ металлоемкости продукция станкостроения и динамики структурной конструкционной металлоемкости уровня использования металла, структуры затрат при производстве продукции станкостроения. Рассматриваются и исследуются существующие методы экономии метялля, параметры структурной металлоемкости и основные направления снижения расхода металла в станкостроении. Заканчивается глава орггнвзационно-экономгческоЯ

постановкой задач исследования.

В условиях адаптации предприятия к рыночной среде особую актуальность приобретают всестороннее и углубленное изучение,систематизация и разработка научных методов и методов повышения эффективности производства с целью насыщения отечественного рынка машиностроительной продукции и увеличения экспорта.

Высокий уровень развития машиностроения является необходимой основой для научно-технического прогресса всех отраслей народного хозяйства. Особое место в структуре машиностроения занимает станкостроение, оказывая решающие воздействия при формировании производственных мощностей и оценке технического уровня всех отраслей народного хозяйства.

Анализ данных показывает, что определяющим в структуре затрат, а , следовательно, и в цене станка является стоимость материала.

Современные условия требуют анализа, выявления направлений развития и разработки механизма контроля за этими процессами. Важной методологической проблемой при этом выступает выявление совокупности необходимой информации о металло- и материалоемкости станков. Степень детализации информации о металлоемкости станкостроительной продукции зависит от целей и задач исследования.

В результате проведенного анализа стоимостных показателей станкостроительной продукции установлена постоянная тенденция опережения роста цены изделия (станка) по отношению к росту ее производительности, ч-цо в значительной степени характеризуй, уровень развития заготовительного производства.

Конструкционные группы станка неравнозначны в отношении сложившихся методов и стереотипов формообразования деталей. Корпусные и базовые детали метвллореяущих станков, составляющие более • 60$ от их общей массы, изготавливаются из чугуна методами литья и обрабатываются только по привалочным и направляющим поверхностям, что обеспечивает относительно высокий уровень использования металла (Киы= 0,74...0,76) и удовлетворительный уровень трудоемкости их пооперационной механообработки.

Детали, обеспечивающие кинематику станка, изготавливаются в основном из стального сортового проката обработкой резанием практически всех поверхностей, что обеспечивает необходимую жеоткость, прочность и точность изделия. В связи с недостаточно высоким уровнем заготовительного производства в пределах кавдого предприятия,

уровень использования металла невысок (Ким ~ 0.45 ...0,55). т.е. сильно влияет ка эффективность станкостроительного производства и стоимость деталей датой конструкционной группы.

Анализ показал, что существуит определенные резервы повышения эффективности станкостроительного производства в области снижения металлоемкости станков, выявление и использование которых особенно актуально в современных условиях колебаний закупочных цен и цен реализации конечной продукции на рынке станков.

Анализ методов оценки эффективности использования металла показал, что в настоящее время не существует единой методики оценки. Удельная конструкционная металлоемкость определяется как отношение массы станка к определяющему техническому параметру. При этом не учитывается совокупность других качественных характеристик станков. Существующие методы оценки коэффициента использования металла не однозначны и зависят, презде всего, от метода и способа получения заготовки, марки материала и конструктивно-технологических особенностей машиностроительной детали. Кроме того, эти методы не дают оценку эффективности использования металла для совокупности деталей станков, т.е. не дают оптимального решения. Вышеназванные методы и подходы полояены в основу разработки организационных и технико-экономических методов, обеспечивающих эффективное использование металла в условиях станкостроительного производства.

Вопросы эффективности, в свои очередь, рассматриваются в рамках изучения экономической сущности такой важной категории технологичности конструкций станков как металлоемкости. При этом металлоемкость обоснованно выступае1 и как важная экономическпя катего-. рия, определяющая взаимосвязанную! совокупность параметров и показателей станкостроительного производства.

Во второй главе - "Разработка экономико-математической модели выбора оптимального коэффициента использования металла" - проведено исследование технологической металлоемкости производства, разработаны экономико-математическая модель выбора методов получения заготовок для машиностроительных деталей и алгоритма выбора варианта технологического процесса получения заготовок.

В общем виде технологическая металлоемкость определяется: Нр - <3 + (Зс , где (2 - конструкционная металлоемкость (чистая масса); - суммарные технологические и организационные отходы и потери; Ким определяется:

Ким = —^— = —

Нр Ч +

Структура технологических отходов с потерь для деталей, изго-товляемвх в процессе резания весьма разнообразна и включает^ отход на технологические напуски;

отход на технологические припуски не обработку; отход на отрезку заготовки; отход на зажим при работе па станкзх и т.д., а также потери на угар и окалину при нагреве под ковку.

Отходы на технологические напуски, как показывает результат анализа большого числа деталей металлорежущих станков, составляет 15-40% от всех технологических отходов и потерь. Необходимо отметить, что для металлорежущих станков характерными по форме являются детали класса 40 - тела вращения, которые составляют до 80$ по количеству и до 90$ по массе от общего числа данной группы деталей. Исследования показывают что, основным фактором, определяющим величину технологической металлоемкости является конструкционная сложность деталей станка, а также применяемые методы получения заготовок для этих*деталей.

Важными по значимости являются отхода на технологические припуски на последующую обработку резанием. В результате проведенных исследований, суммарный припуск на обработку деталей типа валов может быть определен таким образом:

где а - номинальный диаметр обработки (мм),* (. - номинальная длина детали (мм); А2£~ - коэффициент, учитывающий припуск на чистовую обработку, Кг = У У - коэффициент, учитывающий припуск на доводочную обработку (шлифование) без предварительной закалки детали; К3= 7,25 - коэффициент, учитывающий припуск на доводочную обработку с предварительной закалкой детали.

Односторонний припуск на подрезку торцев может быть определен по формуле Их - с!Кч К<г где /, 45" - коэффициент, учитывающий припуск на чистовую подрезку торца детали; К? ° - коэффициент, учитывающий припуск на доводочную обработку (шлифование).

В этом случае Ким.ках отношение массы заготовки к ее массе с учетом припусков, определяется следующим образом:

Результатом проведенного анализа является разработанная методика укрупненного расчета припуска отливок. Припуск на отливку представляется состоящим из трех составляющих: основной припуск, зависящий от высоты микронеровностей толщины дефектного слоя;

допуск на размер и дополнительный припуск, учитывающий'пространс-6

твенные отклонения (коробления отливки) и смещения стержня. Числовые значения коэффициентов и показателей степени уравнений регрессии, с помощью которых определяются составляющие припуска на отливку, приводятся в диссертации в виде развернутой таблицы, в форме, удобной для практического использования. Приводится также аналитические выражения для определения Ким при различных способах литья.

В результате проведенных статистических исследований'в главе излагается также методика расчета припусков кованых и горячештам-повочных заготовок.

Полученные в диссертации зависимости показывают, что на величину напусков и припусков, определяющих коэффициент использования металла Кшл, существенное влияние оказывает массо-габаритные параметры и конструкционно-технологическая сложность детали, в также методы и способы получения ее заготовки. Последние в силу технических особенностей характеризуются технологическими ограничениями двух родов. К ограничениям 1-го рода относятся вид марки металла, массо-габаритные размеры, особенности конфигурации поверхностей детали. К ограничениям П-го рода относятся точность, размера и Фоеыы, шероховатость необрабатываемых поверхностей, наименьшие размеры стенок, фланцев, уступов, выступов, наименьшие диаметр и глубина отверстия. Помимо технологических ограничений каждый метод получения заготовок характеризуется вполне определенной величиной затрат. Существующие методы определения этих затрат, как правило, основаны на оценке их через массу получаемых заготовок с учетом ряда факторов. Такой подход не . .зет возможность достаточно обьек- ■ тивно оценить метод получения заготовки, т.к. для одной и той же детали масса заготовки, реализуемой различными методами, будет отличаться на величину, обратно-пропорциональную коэффициенту использования металла.

В результате проведенных диссертантом исследований были выбраны и обоснованы основные факторы, влияющие на величину технологической металлоемкости, формализованы процедуры выбора коэффициен- . та использования металла, установлены количественные зависимости при определении величин припусков, напусков и других видов отходов. Формализованное сопоставление характеристик детали и ограничений методов получения ее заготовки дает возможность по ограничениям 1-го рода отобрать варианты заготовительных технологических процессов, е по ограничениям П-го рода оценить величину коэффи-

циента использования металла. Для решения донной задачи с применением ЭВМ были использованы методы теории распознавания образов.

Экономическим критерием выбора оптимального варианта технологического процесса получения заготовки для конкретной машиностроительной детали является минимум приведенных затрат на заготовительной и мехенообрабатывающей стадиях производства.

Проведенный анализ более 15 тысяч различных заготовок, изготовляемых на 122 заводах показал, что себестоимость производства зависит от ряда факторов, о которых речь была выше и которые определяют коэффициент использования металла, а также от конструкционно-технологической сложности детали и масштаба выпуска деталей.

• Перечисленные факторы подразделяются на две группы - факторы, имеющие только качественные характеристикой факторы,имеющие количественную определенность. Это обстоятельство определило формирование моделей по оценке себестоимости получения заготовок для каждого метода с учетом различных марок материалов. Экономико-математическая модель определения себестоимости заготовок представляется таким образом: п. у*,

&ГВв'АГ'Кг ^ Йг & ^

где - чистая масса детали (кг); Ким - коэффициент использования металла для данного метода получения заготовки; £> - программа выпуска деталей (шт); Сз, - номер группы конструкционно-технологической слокности заготовки; Кг - коэффициент, учитывающий степень точности получения заготовки; ДрлЙ1<1- постоянные коэффициенты; . 0г -.показатели степени; [1>л1 - стойко ь

[. -го легирующего элемента (руб/кг); - средняя доля содержания С -го легирующего элемента.

В диссертации приводятся развернутые таблицы нормативных числовых значений коэффициентов &1, ¿6, . Экономико-математическая модель определения себестоимости черновой обработки заготовок резанием выглядит таким образом

С* -Л й." Д Си~

<->№* - ПЦО (й^гу Р пни ,

где Л но - постоянный коэффициент, учитывающий вид материала заготовки, а также метод ее получения; 61, б2 - показатели степени; В> - постоянный коэффициент,'учитывающий влияние конструж--ционно-технологической сложности детали по механической обработке;

Си ~ номер группы конструкционно-технологической слокности детали по механической обработке (определяется по классификатору Прейскуранта й 25-01/6).

8

- нормативные величины, определяющие себестопм

ость

черновой механической обработки заготовки при заданных значениях основных факторов. В диссертации приводится таблица для численного определения указанных величин.

Себестоимость получения детали 3$.е<рп стального фасонного проката высокой точности (СФП ВТ) складывается из стоимости профиля Ссфп. потребного для изготовления детали и себестоимости его порезки ¿нех.соа ' Б^арп = ССсрп + ¿'нех.ссрп.

Стоимость профиля СсфпЦ группы сложности из ^ -й марки стали определяется следумщим образом

Г V •• С1- I 1 О. 1/ при объеме

п _ (Ко».сфП/ & Лгз заказасЮ т

^ " 10 53,1- К ^ объеме

д.С4 <У {Ким.сфп/ заказа ^10 т

где - площадь поперечного сечения профиля (мм2), Ким. серп. -

коэффициент использования металла при применении СФП ВТ; Ктз коэффициент, учитывающий транспорт - заготовительные расходы; оСу иуЗ^ - коэффициент и показатель степени для I -й группы сложности профиля и -й марки стали. Для рассматриваемых условий Ким.ссрп = о,30...0,98.

В диссертации приводится таблица для определения значений и 3-! для различных групп сложности профиля и разных марок

стали.

На основании проведении исследований разработана и внедрена "Методика технико-экономического обоснования выбора рационального варианта получения машиностроительных заготовок". Цель данной методики - обеспечить предприятия и конструкторско-технологические организации 1,"инстанкодрома и других отраслей промышленности руководящим нормативным материалом для научно-обоснованного выбора на стадиях конструкторской и технологической подготовке методов и способов получения заготовок в зависимости от применяемых материалов, массо-габаритных к качеству-деталей.

Разработанная методика была использована в качестве основы при создании специальной подсистемы автоматизированного проектирования технической подготовки производства (САЛ?"ЗЛГОТОЗ?;А"Л Укрупненная блок-схема САПР" ЗАГОТОВКА" представлена на рис.1.

В третьей главе - "Разработка информационного обеспечения выбора альтернативных вариантов .аготовок" исследукгся методы создания шгфоркациошагх моделей деталей и сп.-л кг-формецяенные медел;:.

С Начало ^

Сортировка Зх; по ьозрастонию

Печать С, 3и

Отображение на кроне

Дисплея

Ввод исходных данных "X

[Первичная обработка

! иноормсщии

Формирований описка альтернативных вариантов

получения зогото&ки

/Для заданных значении ^программы выписка

гДл9 с-го техпроцесса из списка альтернативных Воридитра

>1

Клоссиоцкоцив Детали по конструкционно -технологической сложности

7—

X

УпР1=0

^Дл« поверкности

■11 I-_

вычисление приписка на обработка поверкности 1-го варианта получения Дцготобки г ¿7

»ычислеиие объема прмкю

УпгУ'Г,¿-21;-и;

угхЧ -Упгч +Уац.: --<-

1Кинг = т.а/Ст.а4пгота,)

Ёыч. значения критерия; Зц + Ей (К^+С,,)

««••ЧЕ^-Л

Кии

го

Ьыбор Ьарианта получения Заготовки

С Конец,

С Начало ) м I

{Список: = сметой | ' « ' .......

/для Ьсех возможны* \

■Ч загогтобит е льных г"!

тек процессов /

Занести техпроцесс е список разрешенных

Список альтернатеьш* вариантов

Отображение на экране дисплея

(' Конец )

ю

Рис. 1 Укрупненная блок-схема программы выбора технологического процесса получения заготовок

Информационная модель детали формируется технологом на основании чертежа деталей и планово-экономической информации путем занесения закодированных сведений о детали в специальные таблицы(таб-лицы кодированных сведений) с последующим переносом их на машинные носители.

Подготовка к кодированию заключается в определении и нумерации на чертеже так называемых элементарных обрабатываемых поверхностей детали. Под обрабатываемой поверхностью подразумевается поверхность, для которой на чертеже указана точность(квалитет) и шероховатость. Для упрощения расчетов в диссертации разработан подробный словарь типовых элементарных поверхностей, рассмотрены особенности заполнения таблиц кодированных сведений о деталях.

Если поверхность детали имеет на различных ее участках различные точность и шероховатость, то каждый участок рассматривается как отдельная поверхность, которой присваивается отдельный номер.

Таблица кодированных сведений (ТКС) состоит из трех массивов: 2 из них содержат информацию о различных конструкторско-технологи-ческих свойствах детали в целом и один массив - информацию об обрабатываемых поверхностях.

Свойства детали в целом и свойства обрабатываемых поверхностей формально представлены значениями соответствующих параметров.

Каждый массив ТКС имеет вид прямоугольной матрицы из А строк и 171 столбцов (компонент). ■

В каждом массиве ТКС может быть записана информация о любом числе деталей.

При оформлении кодирования деталей с помощью ТКС в распоряжении технолога должны быть бланки этих массивов с указанием формальных наименований параметров и номеров столбцов.

Над единицами информации, содержащимися в ТКС, выполняются в процессе технологического проектирования различные преобразующие операции (арифметические и логические, кодирование и декодирование и т.п.).

Форш таблиц массивов ТКС, а также инструкции по их заполнению разработаны на основе ГОСТ 14.417-81 применительно к решаемой задаче.

Кодирование общих сведений о детали проводится в соответствии с разработанной инструкцией

В четвертой главе - "Оптимизация коэффициента использования

металла" - проведен выбор и обоснование критерия оптимальности и дана постановка задачи.

Постановка задачи. Задача оптимизации величины КцМ сводится к оптимизации выбора вариантов полученщ заготовок. Оптимизация заготовительной модели представляет собой поиск такого набора вариантов получения заготовок для всей совокупности деталей, которая минимизирует сугяларные приведенные затраты на получение заготовок и их последующую механическую обработку.

Для значительной группы сложных и уникальных деталей выбор варианта получения заготовок является единственным. Кроме этого большинство деталей могут быть объединены в сравнительно небольшое количество групп по признакам общности материала, близости конфигурации, массы, технических требований. Для группирования могут быть использованы имеющиеся на многих предприятиях классификаторы. Для сформированных таким образом £ -й группы деталей можно использовать в расчетах средне взвешенные величины массы деталей ГПу , программы выпуска (^ц и коэффициентов использования

металла Ким

/77,

Lm'jQij

, / = (4.1)

QCJ - ,-,Д"<?у/77у } \miJL (4.2)

KuHcj = ГПс]/П1г1 , j (0)

где А - количество .групп деталей.

Задача заклачпется в нахождении совокупности вариантов получения заготовок для деталей рассматриваемого множества, минимизирующей суг.мрные ^сведенные затраты на получение этих деталей при условии выполнения ограничений по мощностям заготовительного и мехакообрабатквакщего оборудования, по технологической трудоемкости заготовительных и механообрабатывающих работ, по численности рабочих, по используемой металлопродукции и т.д. Задача решается в постановки задачи о назначениях, которая представляет собой задач;,1' линейного программирования с булевыми переменными.

Б качестве целевой функции принимаются суммарные приведенные зстрг.ты на получение деталей F= %tt —'min.

при ограничениях на все виды ресурсов: Ограничения по технологической трудоемкости производства з о г о т о -'

box и их последуищей механической обработке:

tr % Ifa'J * Т"е>у)Х'</ 4 Й ' Ъе*.

где Qi - величина партии выпуска детали J -го наименования;

ТзогП.Ъмд - соответственно трудоемкость получения заготовки для J -й детали, подученной i -м способе«; Tjat, Тмех соответственно максимально допустимые величины трудоемкости получения заготовки и их последующей механообработки.

Ограничения по видам металлопродукции :

где Hi -предельно допустимый расход металлопродукции t -го вида; К - количество используемых видов металлопродукции. Ограничения по мощности заготовительного •роизводства:

¿1*4*, £%fh , i-&

где fc - количество единиц L -го оборудования; Fsi - эффективный фовд времени работы L -го оборудования; Кен - коэффициент выполнения норм.

Ограничения по мощности м е х а н о -обрабатывающего производства?

D где Fii - эффективнй фонд времени работы L -го механообрабаты-вавщего оборудования; ^ - количество единиц L -го механообра-батывающего оборудования.

Ограничения по численности

V 6 V и * : и

(Ы + TMexiJ)x^/KRH F>±40 „

где Тэ - действительный фовд времени работы рабочих; Ча - предельно допустимое количество основных рабочих.

Для решения подобных задач линейного программирования с булевыми переменными существуют различные методы частичного перебора, наиболее современным! из которых является адаптивный алгоритм Баллаша с фильтром. Для решения данной задачи рязрсботока упрощенная модель оптимизации, блок-схрчп алгоритма которого представлена на рис.2.

^ Начало")

г3г

®-Т—®

х I

®

«пормоч. столбцов

6.Ю=>6М)1

Конец )

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ и РЕЗУЛЬТАТЫ

В результате проведенных научных исследований:

1. Разработана методика автоматизированного выбора рациональ- , ных методов получения заготовок,обеспечивающая достижение научно-обоснованного уровня использования металла при производстве металлоизделий /на примере станкостроения/.

2. Разработаны основные элементы САПР"ЗАГ0Т0ВКА",которая функционирует в качестве подсистемы САПР техеологической подготовки производства.

3. Критерием оптимальности при определении величины Кду является минимум общественно необходимых затрат труда на производство продукции с учетом действующих факторов и ограничений /конструк-торско-технологичесхие параметры деталей,объем выпуска,наличие и загрузка мощностей заготовительного производства, номенклатура поставляемой металлопродукции и пр./.

4. Задача определения < гимального значения Ким сводится к выбору такой совокупности вариантов получения заготовок для всех изготавливаемых деталей /для изделия ил* по всему предприятию/,при которых суммарные затраты на получение заготовок и их последующую механическую обработку являются наименьшими.

5. Для реализации поставленной целя в диссертации решены следующие задачи: создана система информационных моделей деталей и алгоритмов выбора альтернативных вариантов заготовки; разработаны экономико-математические модели /ЭММ/ и алгоритмы определения К,,,,

; альтернативных вариантов; сформулирована и решена в двух вариантах вариационная задача оптимизации Ким; разработано информационное, математическое и программное обеспечение САПР "ЗАГОТОВКА".

6. Методической основой решения опредех.зния оптимального значения КдМ является РТМ2-Н07-2-85 /Выбор рационального варианта получения машиностроительных заготовок.Технико-экономическое обоснование/, разработанный совместно МВТУ и институтом "ОРГСТАНХИНПРОМ". Указанный РТМ содержит ЭММ и нормативы для укрупненного определения затрат на получение заготовок и ее последующую механообработку.

7. РТМ предназначен для использования технологами предприятий и проектных организаций.Применение РТМ позволяет исключить субъективные факторы при выборе методов и способов получения заготовок,а также существенно сокращает длительность технлческо'1 подготовки производства,т.к. дает возможность укрупяенно с высоко!1 степенью точности оценить альтернативные варианты с точки зрения затрат и Ким без их технологической проработки.

8. САП? "ЗАГОТОВКА" использует удобный для технологов входной язык описания детали в табличной Форме, несложные классификаторы методов и способов получения заготовок, используемых материалов, конструкции и сложности деталей. Все эти элементы структуры САПР "ЗАГОТОВКА" соответствуют требованиям и рекомендациям стандартов по САПР,а система в целом согласуется с разрабатываемой й институте "ОТТСТАНКШПРОМ" САПР технологической подготовки производства.

9. САПР"ЗА1'0Т0ВКА" предусматривает два этапа работы - ручной /кодирование/ и автоматизированный /классификация,расчеты,выдача рекомендаций на печать/. В дальнейшем по мере освоения системы на предприятиях будет внедряться диалоговый резким,что даст оптимальное сочетание преимуществ ЭВМ в памяти и быстродействии со знаниями * интуицией пользователя.

10. РТМ2-Н07-2-85 принят к внедрению письмом Минстанкопрома СССР от 05.10.85г. »03-626 и к настоящему времени внедрен на 14 заводах отрасли А'ЗКРС,Коломенское СПО.МЗДС ji АЛ,WO им.С.Ордтонм-клдзе и др./ с фактическим экономическим эффектом в 431 тыс.руб. в пенах 1991 года.

Основное содержание диссертации отражено в следующих опубликованных работах:

1. Методика расчета, и нормативы расхода проката черных металлов на изготовление технологической оснастки и инструмента/А.А.Колобов,Г.С.Бондарев,Т.Г.Садовская и др.-М.:НИЛТНг«аС83.-16с.

2. Колобов A.A..Липгарт А.Д.,Бондарев Г.С. Технкко-Зкономи-ческое обоснование выбора способа получения литых заготовок//Лж-тейное npoK3B0ncTB0.-lS83.-fl2.-C.83-85.

3. Колобов A.A..Бондарев Г.С..Рабинкий Р.Я. Совершенствование методов разработка операционных норм расхода металла в условиях автоматизированной системы нормирования металлоч/Дехнология,организация и экономика машиностроительного производства.-1985.-Выпуск 8.-С.21-23.

4. Ковалев В.Г. .Бондарев Г.С. Выбор заготовок; Методическое указание по выполнению курсового проекта по технология приборостроения.-М. :!".ЗТУ, 1988.-52с*. >