Файл: В.Л. Конюх Современные технологии автоматизации.pdf

27

5. Saffiotti A. The uses of Fuzzy Logic in Autonomous Robot Navigation. Soft Computing, 1(4).-1997.- Pp.180-197.

ЗАНЯТИЕ 8

ОЦЕНКА ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Цель занятия – сопоставление существующей и автоматизированных технологий производства по факторам стоимости и эффективности.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Технологический процесс можно оценить отношением объема выпущенной продукции к общим затратам на ее выпуск или уровнем совершенства технологического процесса:

где Q - годовой выпуск продукции; N - срок эксплуатации оборудования;T - общие затраты единовременного овеществленного Tо (стоимость оборудования), текущего овеществленного Tт (стоимость материалов и энергии) и текущего живого Тж (затраты на рабочую силу) труда на выпуск продукции.

Очевидно, чем больше выпуск продукции и меньше затраты на производство в течение срока эксплуатации оборудования, тем выше уровень совершенства технологического процесса. В зависимости от срока эксплуатации N объем выпущенной продукции линейно растет, если считать годовой выпуск продукции Qi постоянным (рис. 20). Единовременные затраты на оборудование Ki распределяются на весь срок эксплуатации Ni. Поэтому надо иметь в виду, что Ni на рисунке является не текущим, а общим временем работы оборудования. К затратам Ki добавляются расходы на рабочую силу Zi, материалы и энергию Ci, растущие по мере срока эксплуатации Ni.

28

QiNi

(Ci +Zi) Ni

Ki

Ni

Рис. 20. Оценка уровня совершенства технологического процесса

В результате деления объема продукции на суммарные затраты зависимость уровня совершенства i-го технологического процесса Pi от общего срока эксплуатации оборудования Ni принимает форму гиперболы. По мере увеличения Ni единовременные затраты овеществленного труда Ki распределяются на все больший выпуск продукции и уровень совершенства Pi становится больше, приближаясь к пределу морального износа:

Pмакс = CiQ+iZi .

Для существующей технологии можно тоже построить гиперболу совершенства технологического процесса

Она может находиться выше, ниже или пересекать гиперболу для автоматизированного технологического процесса Pi(Ni) (рис. 21).

29

Если уровень совершенства автоматизированной технологии выше, чем существующей, то:

На графике это условие выполняется после пересечения гиперболы существующей технологии P0(N0) гиперболой автоматизированной технологии Pi(Ni) (рис. 20). Проекция точки пересечения гипербол на горизонтальную ось показывает минимальный срок эксплуатации средств автоматизации N0. Зависимость критерия S от срока эксплуатации N на рисунке также имеет форму гиперболы. По мере увеличения срока эксплуатации прирост производительности замедляется.

Анализ условий, при которых гипербола Pi(Ni) пересекает гиперболу P0(N0), позволяет решать стратегические задачи автоматизации: определение срока морального старения существующей технологии, сопоставление альтернатив автоматизации, ранжирование целей применения и источников эффективности автоматизации, оценка минимального объема автоматизации, выбор оптимальных срока эксплуатации средств автоматизации.

ЗАДАНИЕ

Существующее производство выпускает Q0=20 тыс. изделий в год. Стоимость оборудования, включая помещения, К0=200 тыс. долларов. Срок эксплуатации оборудования N0=5 лет. Оборудование обслужива-

30

ют m0=10 рабочих в D0=2 смены. Средняя зарплата рабочего z0=5 долларов в час. Текущие расходы на материалы и энергию Э0=10 долларов в час.

Рассматриваются 6 вариантов автоматизации производства (табл. 3).

Таблица 3

Показатели вариантов автоматизации

Рассчитайте годовые фонды работы персонала и оборудования для существующей и автоматизированных технологий. Учтите потери времени на выходные и праздники, обеденные перерывы и организационные простои в существующей технологии, составляющие 200 часов на человека в год.

Для каждого варианта рассчитайте коэффициенты роста производительности общественного труда:

где Рa, Р0 – уровни совершенства технологических процессов в существующем и автоматизированном производствах.

Существуют ли варианты, для которых автоматизация нецелесообразна? Какой вариант автоматизации наиболее эффективен?

Для выбранного варианта рассчитайте границы целесообразности автоматизации: минимальную производительность, лимит затрат на оборудование, максимальное число рабочих.

Ответьте на контрольные вопросы.

В чем заключается идея замены живого труда овеществленным? За счет чего автоматизация стала целесообразной?

31

Из-за чего она может быть нецелесообразна?

Как определить минимальный срок эксплуатации автоматизированного производства?

Как изменяется уровень технологического совершенства по мере роста срока эксплуатации?

ЛИТЕРАТУРА

1.Конюх В.Л. Предпроектный анализ шахтных робототехнических систем/ В.Л. Конюх, О.В. Тайлаков. - Новосибирск: Наука, Сиб. отд-

ние, 1991.- 182 с.

2.Конюх В.Л. Основы промышленной робототехники: Учеб. пособие.- Кемерово: КемГУ, 1993.- 155 с.

3.Конюх В.Л. Шахтная робототехника.- Кемерово: Кузбассвузиз-

дат, 2000.-336 с.

32

Содержание

Введение……………………………………………………………….1

Занятие 1. Интерпретация уровней автоматизации производства……………………………………………….2

Занятие 2. Формализация управления оборудованием для холодной листовой штамповки………………………4

Занятие 3. Формализация управления транспортным роботом…….7 Занятие 4. Программирование систем управления на языке

лестничных диаграмм (LD)……………………………….9

Занятие 5. Программирование систем управления на языке функционально-блочных диаграмм (FBD)………………14

Занятие 6. Программирование систем управления на языке диаграмм последовательных функций (SFC)…………19

Занятие 7. Нечеткое управление движением робокара……………..24 Занятие 8. Оценка целесообразности автоматизации

технологического процесса……………………………….27

Составитель Владимир Леонидович Конюх

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗАЦИИ Методические указания к практическим занятиям для студентов специальности 180400

«Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов»

Редактор Е.Л. Наркевич

НД № 6536 от 16.01.02.

Подписано в печать 11.01.02. Формат 60х84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд.л. 2,0. Тираж 50 экз. Заказ ГУ Кузбасский государственный технический университет.

650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет. 650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.