Нормирование технологических операций

Нормирование технологической операции — это расчет основного, вспомогательного и подготовительно-заключительного времени обработки детали.

При проектировании производства важно точно выполнить нормирование технологических операций, поскольку от результата нормирования зависят количество оборудования и коэффициенты его загрузки, а значить и технологическая себестоимость производства.

Наиболее распространенная методика основана на формировании из всей номенклатуры деталей отдельных групп деталей-представителей. Затем через коэффициенты приведения проводится пересчет норм времени на всю номенклатуру деталей. На основании норм времени выполняется расчет количества оборудования.

Детали-представители и коэффициенты приведения назначаются технологами на основании производственного опыта. Часто полученное в результате такого нормирования расчетное количество оборудования может быть недостаточным для изготовления производственной программы или, напротив, предприятие приобретает избыточное количество оборудования.

Если по результатам проектирования количество оборудования оказывается недостаточным для работы в две смены, приходится организовывать третью смену, сверхурочные работы или изготовление деталей на аутсорсинге. Все это значительно повышает себестоимость их производства. И напротив, эксплуатация избыточного количества оборудования также увеличивает себестоимость производства. В обоих случаях издержки получаются выше, чем объективно необходимые.

Чаще всего нормирование технологических операций при проектировании новой технологии выполняется в САМ-системах, которые предназначены для разработки управляющей программы и содержат расчетное время обработки детали. Когда необходимо с помощью САМ-системы нормировать время обработки нескольких сотен или тысяч деталей время выполнения проекта многократно возрастает. Создаваемые при этом управляющие программы могут оказаться бесполезными, если в результате оптимизации себестоимости производства использование данной модели оборудования будет признано неэффективным.

Для определения количества оборудования, а значить величины инвестиций и в конечном счете, экономической эффективности проекта, «Вебер Инжиниринг» разработал свою методику, в которой используются нормы времени изготовления всех деталей, а не только деталей-представителей. Методика не требует различных экспертных знаний или, другими словами, «субъективных оценок», а основана на компьютерном моделировании и расчете. Она успешно апробирована в ряде проектов модернизации существующих и создания новых производств.

В основе методики используется новый метод аппроксимации, разработанный специалистами «Вебер Инжиниринг» на основе комбинированных генетических алгоритмов (КГА), что позволяет быстро и точно выполнить нормирование технологических операций. С помощью этого метода можно рассчитать время обработки большой группы деталей, используя значения времени обработки небольшой части этих деталей.

Для оценки точности нормирования используем результаты ранее выполненных проектов производств для обработки листа, в частности рассмотрим лазерную резку листового металла. Исходя из опытных данных, полученных на предприятиях, изготавливающих детали с помощью лазерной резки, собраны значения реального времени резки для n = 594 деталей. Аппроксимации методом КГА выполнена для k = 15 деталей, выбранных из этой группы деталей (2,5 % от всего количества).

Погрешность аппроксимации можно оценить по формуле:

ε = (Т_ап– Т_эо) / Т_эо

где Т_ап и Т_эо— технологическая станкоемкость обработки, рассчитанная по аппроксимирующему полиному и полученная в результате эксплуатации оборудования.

Аналогичным способом были получены исходные данные и выполнена аппроксимация для технологических процессов изготовления деталей на координатно-револьверном прессе и прессах для свободной гибки.

В таблице приведена погрешность аппроксимации технологической станкоемкости и время вычисления (t, мин).

Результаты оценки погрешности аппроксимации