3. Расчет показателей эффективности применения автоматических машин

3.1. Теоретические сведения

Экономическая эффективность машин складывается из энергетического, трудового, структурного и технологического эффектов (полезных результатов).

Энергетический эффект определяется сокращением расхода топлива или энергии, увеличением надежности работы энергетического оборудования, повышением КПД силовых установок.

Трудовой эффект связан с сокращением прямых затрат живого труда обслуживающего персонала на управление технологическими процессами.

Структурный эффект обусловлен сокращением регулирующих и запасных емкостей, уменьшением служебных и инженерных коммуникаций, снижением металлоемкости и стоимости оборудования, увеличением съема продукции с единицы площади производственных зданий, повышением концентрации построек на территории.

Технологический эффект обусловлен в основном увеличением производства продукции за счет автоматизации технологических процессов, сокращения трудовых затрат и повышения качества продукции.

При сравнении нескольких вариантов автоматических машин определяют сравнительную экономическую эффективность.

Эффективность – это отношение величины экономического или эксплуатационного эффекта к величине затрат, обусловивших получение этого эффекта.

3.2. Критерии эффективности

В качестве критерия эффективности применим технико-экономический показатель конкурентоспособности

,

где показатель конкурентоспособности машины по техническим параметрам (эксплуатационный результат);

показатель конкурентоспособности по экономическим параметрам;

цикловая производительность машины при заданном уровне автоматизации машины;

годовая себестоимость выпуска продукции при заданном уровне автоматизации машины.

Приведенные ниже данные необходимы для программы «Оптимум_М».

Таблица 4

Затраты на материалы

Наименование операции	Материалы	Стоимость, руб./шт.
Обмывка (деталей в кассете, колесных пар, букс, тележек (большее значение))	Моющая жидкость и сжатый воздух	25…35
Механическая очистка букс	Щетки	2…3
Механическая обработка торцов пружин	Шлифовальный круг	4…8
Наплавка изношенных мест соединительной балки и заварка трещин	Сварочная проволока	4…7
Сварка листов	Сжатый воздух, флюс и сварочная проволока	2…3
Окраска пружин	Краска	14…20

3.3. Примерные площади оборудования:

Колесотокарные станки – 70-80м²; шеечнонакатные – 50-60 м²; мелкие металлорежущие станки – 5-6 м²; средние металлорежущие станки – 12-14 м²; крупные металлорежущие станки 15-18 м²; электрические печи 8-10 м²; моечные машины для тележек 25-30 м²; моечные машины для колесных пар 12-15 м²; моечные машины для букс и подшипников 8-10 м²; установки для очистки колесных пар 6 м²; подъемно-поворотное устройство для колесных пар 2,2 м².

ВСЕ РАСЧЕТЫ ПО ДАННОМУ РАЗДЕЛУ ПРОВОДЯТСЯ ПО ПРОГРАММЕ

«ОПТИМУМ_М (см. папку САПРВ).

Для выполнения расчетов необходимо информацию из сводной таблицы программы «СУММАТОР» перенести в данную программу.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ №5:

1. Методы расчета производительности машин;

2. Методы расчета надежности машин;

3. Методика расчета вероятности безотказной работы машины;

4. Методика расчета цикловой и фактической производительности машины;

5. Однофакторные математические модели машин;

6. Многофакторные математические модели машин;

7. Методика определения оптимального значения уровня автоматизации машины

8. Методы расчета экономической эффективности применения автоматических машин;

9.Определите, целесообразна ли дальнейшая автоматизация производственного процесса путем замены мостового крана автооператором портального типа, если в процессе еще используются: полуавтоматическая моечная машина и вакуумный мотор-насос. Мостовой кран имеет коэффициент загрузки – 0,7; автооператор – 0,85; моечная машина – 0,8; вакуумный мотор-насос – 0,7. Мостовой кран стоит 20000 руб., вакуумный мотор-насос – 5000 руб., моечная машина – 10000 руб. Стоимость автооператора определяется через соотношение звенностей автооператора и мостового крана по формуле: . Себестоимость работ до замены мостового крана автооператором – 500 руб. После замены . В этом соотношении уровни автоматизации производства до и после замены. Если автоматизация нецелесообразна, то определите условие, при котором она будет целесообразной;

10. Определите фактический годовой объем выпуска продукции с автоматической линии, если ее теоретическая (цикловая) производительность равна 10 дет/час. Вероятность безотказной работы станков и накопителей одинакова и составляет 0,9. Номинальный годовой фонд времени работы линии – 4000 ч. Структурная схема линии показана на рис.

Рис. Структурная схема автоматической линии: 1 – станки; 2- накопители

11. Определите фактическую производительность автоматической машины, если:

• Вероятность безотказной работы всех ее блоков, входящих в структурную схему автомата одинакова и равна 0,9;

• Цикловая производительность машины – 10 дет/час;

• Номинальный годовой фонд времени работы машины – 2000 ч.;

12. Определите вероятность безотказной работы автоматической линии (см. рис.) и необходимую емкость накопителя I, если:

• Вероятность безотказной работы станков и накопителей одинакова и равна 0,8;

• Годовой объем выпуска продукции с линии составляет 100000 деталей;

• Номинальный годовой фонд времени работы линии – 4000 ч.;

• Длительность смены 8 ч.

Рис. Структурная схема автоматической линии:

1, 2,3,4 – станки; I, II – накопители

13. Осуществите выбор по годовому экономическому эффекту тип связи станков автоматической линии из двух вариантов компоновки (см. рис.). Номинальный годовой фонд времени работы линии 2000 ч. Стоимость одного станка-автомата – 10000 руб. Стоимость накопителя – 20000 руб.

Себестоимость единицы продукции , где годовой выпуск продукции. Производительность лимитирующего станка 10 дет/ч. Вероятность безотказной работы станка 0,9, а вероятность безотказной работы накопителя – 0,95.

1

Рис. Структурные схемы автоматических линий: 1 станки; 2 – накопитель;

14. Определите фактические производительности машин и годовые объемы выпуска продукции. Автоматические машины имеют одинаковую длительность цикла ч. В первой машине функции разгрузочного и загрузочного устройств выполняет один механизм, а во второй – два разных механизма. Вероятность безотказной работы всех функциональных блоков машин, входящих в их структурные схемы, одинакова и равна 0,9. Номинальный годовой фонд времени работы машин одинаков и составляет 4000 ч.;

15. Определите величину уровня автоматизации производства при оптимальной величине производительности участка, если известны математические модели автоматизированного процесса:

1. ;

2. .

Первая модель – уравнение связи производительности и уровня автоматизации производства, вторая – себестоимости и производительности;

16. Определите фактическую производительность шагающего конвейера, если длительность прямого хода вертикальных пневмоцилиндров равна 0,5 с., горизонтального – 0,8 с. Определите предельный вес подвижных частей, который могут преодолеть вертикальные и горизонтальный пневмоцилиндры, если диаметры поршней этих цилиндров соответственно равны 10 и 12 см, а штоков – 5 и 6 см.

Вероятность безотказной работы всех узлов конвейера одинакова и равна 0,9. Номинальный годовой фонд рабочего времени работы конвейера – 4000 ч.;

17. Определите фактическую производительность вилкообразного кантователя (см. рис.), если за год он кантует 50000 крышек разгрузочных люков полувагонов. Номинальный годовой фонд рабочего времени кантователя – 4000 ч. Вероятность безотказной работы всех узлов кантователя одинакова и равна 0,95.

Рис. Конструктивная схема вилкообразного кантователя:

1- вилкообразный захват; 2 – подшипник; 3 – вал; 4 – цепная передача; 5 – электродвигатель; 6 – муфта;

18. Определите цикловую производительность загрузочного устройства, показанного на рис. 2, если передаточное число равно 8, частота вращения двигателя – 800 об/мин, радиус поворота – 1 м, продолжительность технологической операции по обработке изделия в т. «С» - 120 с.

.

Рис. Загрузочное устройство дискового типа: 1 – магазинный накопитель; 2 – деталь; 3 – питатель-отсекатель дискового типа; 4 – направляющее устройство; 5 – коническая передача; 6 – электродвигатель;

19. Определите критическую стоимость автоматического оборудования при ремонте соединительной балки (СБ), если годовая себестоимость ремонта СБ на действующем оборудовании составляет 30000 руб., стоимость этого оборудования – 20000 руб. Годовая себестоимость ремонта СБ после автоматизации составит 27500 руб., коэффициент эффективности капитальных вложений ;

20. Определите целесообразность автоматизации процесса, если до автоматизации удельная себестоимость составляла 5 руб./шт., удельные капитальные вложения – 3,33 руб./шт. После автоматизации удельная себестоимость составит 4,58 руб./шт., удельные капитальные вложения 6,66 руб./шт., программа выпуска продукции в обоих случаях – 6000 шт. в год. Производительность после автоматизации возросла на 30%.

10