Наукові конференції України, Інновації молоді в машинобудуванні 2020

Розмір шрифту: 
Аналіз технологічних можливостей дільниці для механічної обробки деталей і підвищення її ефективності
Р. Ю. Найчук, Б. С. Воронцов

Остання редакція: 2020-05-20

Тези доповіді


Зростання рівня конкуренції на міжнародних ринках значно підвищує вимоги до ефективності виробничих систем. Завдяки сучасним PLM (Product Lifecycle Management) інструментам стає можливим проектування, моделювання та супровід систем та процесів підтримки життєвого циклу виробу. Можливості дискретно-подієвого моделювання для аналізу продуктивності та підвищення ефективності виробничих систем використовуються у всьому світі.

В рамках роботи проведено аналіз дільниці механічної обробки виробничого комплексу підприємства ТОВ “Базис”, що знаходиться на етапі проектування. Вихідними даними є корисна площа дільниці, тип, найменування та кількість верстатного обладнання, кресленики та місячний обсяг виробництва деталей, кількість робочих місць. На основі вихідних креслеників деталей розроблено технологічні процеси виготовлення деталей та розраховано штучно-калькуляційний час на виконання кожної операції.

При проектуванні схеми розміщення обладнання враховано норми відстані між верстатами та елементами будівлі. Для проведення симуляції та отримання показників ефективності створюємо імітаційну та логістичну модель. На логістичну модель нанесено вантажопотоки, що умовно представлені за допомогою об’єкту Connector. Доступність верстатного обладнання встановлено на рівні 90-95 %.

Аналізуючи діаграми розподілу часу роботи обладнання, можна виявити, що:

- верстати 6В11Р(2) та 6В11Р(3), що використовуються для оброблення деталі “Штанга” більшість часу знаходяться в очікуванні деталей з попередніх станцій;

- верстат 2Н125(1), що використовується для оброблення деталі “Колодка” значний проміжок часу знаходиться в очікуванні деталей з попередніх станцій;

- корисна роботи верстатів Haas VF-2(1) та Haas VF-2(2) займає менше, ніж 40% всього часу роботи обладнання.

Отримані дані свідчать, що при заданій конфігурації продуктивність дільниці не відповідає заданому показнику випуску деталей. Основним причинами не відповідності технічному завданню є багатократне пересікання вантажопотоків, недоцільний вибір та неефективне використання верстатного обладнання. Для підвищення ефективності дільниці необхідно провести такі модифікації:

- для деталі “Штанга” необхідно перерозподілити залучені верстати, а саме операцію 020 Сверлильна виконувати на двох верстатах 2Н125(1) та 2Н125(2). Операцію 025 Фрезерна виконувати на верстаті 6В11Р(3);

- для деталі “Колодка” замінити верстати 6В11Р(1), 6В11Р(2) на один обробляючий центр з ЧПК Haas VF-2TR;

- для деталі Стінка замінити обробляючі центри Haas VF-2 на Doosan DNM4500S, що дозволяють проводити оброблення деталі на більших частотах обертання шпинделя, що в свою чергу зменшує час обробки.

Після модифікації дільниця механічної обробки здатна забезпечити місячний обсяг випуску деталей.

Висновки:

1. Середнє завантаження обладнання після модифікацій зросло з 54 % до 62,5 %. Середній час простою обладнання через очікування знизився з 22,7 % до 7,5 %.

2. Модифікована конфігурація дільниці здатна забезпечити заданий місячний обсяг випуску деталей.

3. Визначено доцільний розмір партії для кожної деталі : 250 шт .


Ключові слова


Виробнича система, імітаційного моделювання, життєвий цикл виробу, логістична модель дільниці, Plant Simulation

Посилання


1. Phanindra Kshatra D., Ratna Prasad P., Kalamulla MD., Sai Krishna P. Analyze the production system of an body-in-white system through modelling and perform bottleneck, optimization using simulation software / D. Phanindra Kshatra, P. Ratna Prasad, MD. Kalamulla, P.Sai Krishna // International Journal of Recent Technology and Engineering. - Vol. 8. – 2019. - P. 685 – 690.

2. Furmannova.B., Gabajova.G., Vavrík.V. Design of logistic system using Tecnomatix software / Beata Furmannova, Gabika Gabajova, Vladimír Vavrík. – 2019. – https://doi.org/10.24132/PI.2019.08948.043-049.

3. Snyman1 S., Bekker J. Real-time scheduling in a sensorised factory using cloud-based simulation with mobile device access / S. Snyman1 & J. Bekker // South African Journal of Industrial Engineering December 2017 Vol 28(4), pp 161-169.

4. Якимов И.М. и др. Имитационное моделирование в системе Plant Simulation / И. М. Якимов, А. П. Кирпичников, З. Х. Захарова, Д. Д. Железнякова // Вестник технологического университета. -2017. -Т.20.- №2. - С. 107 – 111.

5. Siderska J. Application of Tecnomatix Plant Simulation for modeling production and logistics processes / Julia Siderska // Business, Management and Education, 2016. - №14(1). - P. 64–73.

6. Ильин Р.А., Бусаров Е.И., Шурыгин А.Ю. Имитационное моделирование производственной системы с применением программного продукта TECNOMATIX Plant Simulation / Р.А. Ильин, Е.И. Бусаров, А.Ю. Шурыгин // Технические науки - от теории к практике. – Новосибирск: СибАК. - 2016. –№ 1(49). - С. 104 – 111.

7. Klimenta M., Popovicb R., Janekc J. Analysis of the production process in the selected company and proposal a possible model optimization through plm software module TECNOMATIX Plant Simulation/ Marek Klimenta, Radko Popovičb, Jozef Janekc // Procedia Engineering. - №96. – 2014. - P.221 – 226.

8. Толуев Ю., Змановская Т. Имитационная модель производственной линии на базе сложной конвейерной системы / Ю. Толуев, Т. Змановская // Автоматизация в промышленности, 2013, №7, с. 37- 41.

9. Чижов М.И., Скрипченко Ю.С., Гусев П.Ю. Моделирование технологических процессов в Tecnomatix Plant Simulation / М.И. Чижов, Ю.С. Скрипченко, П.Ю. Гусев // Вестник Воронежского государственного технического университета. - 2011. — Том 7, № 12.2. — С. 18–20.

10. Use plant simulation and throughput optimization to improve manufacturing performance. - https://www.plm.automation.siemens.com/global/ru/ products/manufacturing-planning/plant-simulation-throughput-optimization.html

11.  Bangsow S. Manufacturing Simulation with Plant Simulation and SimTalk: Usage and Programming with Examples and Solutions / Steffen Bangsow. – Berlin: Springer - 2010. – 300 p.

12. Шабашов А.А. Проектирование машиностроительного производства: учебное пособие / А.А. Шабашов. – Екатеринбург: Изд-во Урал. - 2016. – 76 с.