- •Введение
- •Лекция 1 Математическое моделирование силового взаимодействия в зоне резания при изготовлении деталей на станках
- •Лекция 2 Порядок проведения силовых экспериментов и аппроксимации результатов измерений (получения математических моделей)
- •Лекция 3 Аналитическая обработка экспериментальных данных методом наименьших квадратов
- •Лекция 4-5 Математическое моделирование упругих деформаций в технологической системе
- •Лекция 6 Математическое моделирование точности обработки деталей на станках Основные факторы, определяющие погрешность обработки деталей
- •Расчетно – аналитический метод определения точности обработки
- •Моделирование точности обработки деталей на основе динамических характеристик станков
- •Моделирование управления производительностью, себестоимостью и точностью обработки деталей на станках с чпу
- •Расчет производительности гибких производственных систем
- •Лекция 10 Производительность и надежность автоматических и автоматизированных станочных систем Производительность и надежность сблокированных автоматических линий
- •Производительность и надежность гибких производственных систем
- •Лекция 11 Оптимизация выбора материалов, технологий и оборудования
- •Элементы теории надежности
- •Элементы исследования операций
- •Лекция 12 Оптимизация выбора материала
- •Сравнительная оценка по свойствам
- •Сравнительная оценка по стоимости
- •Сравнительная оценка по технологичности
- •Свойства сталей конкурирующих марок
- •Оптимизация выбора материала математическим моделированием
- •Оптимизация выбора оборудования
- •Оптимизация выбора систем и средств контроля
- •Оптимизация вариантов статистического управления качеством
- •О порядке проведения работ по выбору материалов и упрочняющих технологий
- •Лекция 15-16 Объемное планирование работы технологических станочных систем
- •Участка при достижении максимальной загрузки технологического оборудования
- •Задача о минимальной загрузке оборудования
- •Задача об оптимальном распределении деталей по станкам
- •Задача о производстве продукции при ограниченных запасах сырья
- •Формирование расписания работы оборудования методами линейного и динамического программирования
- •Лекция 18 метод анализа иерархий
- •Проблемы «выбор оборудования»
- •Шкала относительной важности
- •Выбор оборудования: матрица попарных сравнений для уровня 2
- •Выбор оборудования: матрицы попарных сравнений для уровня 3, решения и согласованность
- •Индекс согласованности при случайной оценке сравнений
- •Выбор оборудования: глобальные приоритеты выбора
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Оглавление
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Производительность и надежность гибких производственных систем
На количественные значения производительности гибких производственных систем (ГПС) важное влияние оказывает надежность входящих в ее состав элементов ( станков, транспортно – накопительных систем, систем инструментального обеспечения и т.д.). Рассмотрим способы оценки надежности ГПС на примере количественной оценки надежности одной из важнейших ее составляющих - автоматизированной системы инструментального обеспечения (АСИО). Материалы этого раздела взяты из кандидатской диссертации автора данного лекционного курса. Тема диссертации: «Разработка метода выбора структурно – компоновочных решений автоматизированных систем инструментального обеспечения ГПС на ранней стадии проектирования (на примере ГПС для обработки корпусных деталей)» [3].
Для ГПС, состоящих из большого числа взаимосвязанных и взаимозависимых устройств, необходим расчет ее показателей надежности. Отсутствие количественной оценки надежности проектируемой сложной технической системы, к числу которых относится и ГПС, может привести к созданию неработоспособной либо неэффективной системы.
На этапе проектирования для оценки надежности элементов системы и системы в целом целесообразно использовать коэффициент готовности:
где - время работы элемента системы за данный период эксплуатации;
- время неплановых ремонтов по устранению внезапных отказов оборудования.
Для оперативной системы инструментального обеспечения станка , для других устройств АСИО . Здесь и - время непланового ремонта по устранению, соответственно, отказов устройств АСИО и поломок режущих инструментов. Т.е.
Разделим числитель и знаменатель дроби в предыдущем выражении на .
Здесь - удельная длительность устранения отказов (восстановлений) устройств АСИО;
- удельная длительность замены отказавших инструментов.
Коэффициент готовности является комплексным показателем оценки надежности. Он характеризует одновременно безотказность и ремонтопригодность системы.
Например, для определения уровня численных значений устройств автоматической смены инструментов (УАСИ) воспользуемся статистическими данными наблюдений за работой станков типа «обрабатывающий центр» , проведенных на Ивановском заводе тяжелого станкостроения. В таблице 2 приведена часть данных по простоям станков, вызванных выходом из строя элементов УАСИ. Исследовались 3 станка модели ИР500ПМФ4 (ИР800ПМФ4) и 2 станка модели ИР320ПМФ4. Наработка станков на отказ составила 8300 час. Длительность обследования – 2 года.
Для определения удельной длительности восстановления нескольких станков воспользуемся рекомендациями ЭНИМСа:
Таблица 2
В числителе дроби в этой формуле – суммарное время на обнаружение, поиск причины и устранение последствий отказов (сбоев), в знаменателе – суммарная наработка станков за время наблюдений. По данным таблицы 1 . Для разных периодов наблюдений, разного количества обследованных станков приведенных выше моделей колеблется от 0,002 до 0,007.
Значение (приводится без вывода). Отсюда . При условии использования на станках ГПС эффективных средств обнаружения поломок инструментов величина будет уменьшаться.
Приведенные выше величины и могут служить ориентирами при определении для УАСИ станков ГПС. С накоплением опыта эксплуатации ГПС будут уточняться эти величины для различных моделей станков, а также значения для других устройств АСИО.
Вид формул для расчета коэффициента готовности АСИО в целом зависит от структуры системы. Если, например, АСИО ГПС устроена так, что каждый станок имеет автономное УАСИ, то коэффициент готовности определится следующим образом:
где - коэффициенты готовности, соответственно, УАСИ 1,2,…,n – го станков ГПС.
А если, например, АСИО ГПС устроена так, что имеется центральный магазин инструментов (ЦМИ) и техническое средство транспортирования инструментов (ТСТИ), общие для всех станков, то коэффициент готовности такой АСИО определится:
где - коэффициенты готовности, соответственно, ЦМИ и ТСТИ.
Для других АСИО коэффициенты готовности могут быть определены по аналогии.
Величина коэффициента готовности для АСИО в целом зависит от коэффициентов готовности входящих в ее состав элементов, а также от структурных решений системы. Возможность организации автономных потоков инструментов, например, в том случае, когда каждый станок ГПС имеет автономное УАСИ, позволяет значительно повысить надежность АСИО и ГПС в целом. Это выгодно отличает такие системы, например, от сблокированных автоматических линий, состоящих из элементов, соединенных последовательно. Выход из строя любого, даже одного такого элемента, приводит к потере работоспособности всей линии.