Проектирование маршрута технологического процесса механической обработки заданной детали

 

1. АНАЛИЗ  СЕТЕВОГО ГРАФИКА 

 

    Любая последовательность взаимосвязанных  событий и работ на сетевом графике называется путем.

    Полным  путем называется путь от исходного до завершающего события. Путь от исходного до данного события называется путем, предшествующим данному событию. Путь от данного события до завершающего называется путем, последующим за данным событием. Продолжительность любого пути равна сумме продолжительности составляющих его работ.

    Критическим называется наиболее продолжительный из полных путей. Критический путь определяет достаточно необходимое время выполнения всех работ, называемое критическим сроком.

    Цель  анализа сетевого графика заключается  в том, чтобы выявить резервы  времени работ, не лежащих на критическом  пути, и направить их на работы, лимитирующие срок завершения комплекса работ. Результатом  этого является сокращение продолжительности критического пути.

    Проведем  анализ сетевого графика:

    Определяем  время выполнения каждой работы и  рассчитываем параметры сетевого графика. Анализируются резервы времени  выполнения работ и возможность  их использования с целью сокращения сроков выполнения работ, лежащих на критическом пути.

      Данные представлены в таблице: 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ОПТИМИЗАЦИЯ СЕТЕВОГО ГРАФИКА

 

    С каждой работой, имеющей определенный неизменный объем, связаны затраты  на ее выполнение. Как правило, затраты  на выполнение работы с неизменным ее объемом возрастают с уменьшением  ее продолжительности и снижаются  при увеличении ее продолжительности.

    В связи с этим возможны варианты организации  комплекса работ, отличающиеся продолжительностью его выполнения и затратами на его выполнение.

    Для выбора наилучшего варианта служит оптимизация. Оптимальным считается тот вариант, который отвечает заданному критерию. Оптимизация сетевого графика может осуществляться по следующим двум критериям:

    - минимизация времени выполнения  комплекса работ при заданных  затратах на это выполнение;

    - минимизация затрат на выполнение  комплекса работ при заданном  времени этого выполнения.

    Таким образом, нельзя добиться выполнения комплекса  работ одновременно в минимальные  сроки и с наименьшими затратами. 

    Требуется оптимизировать по критерию минимизации  затрат сетевой график при заданной продолжительности выполнения всего  комплекса работ за 21 сутки.

    Представим  алгоритм решения поставленной оптимизационной  задачи первым способом (нормальный вариант выполнения комплекса работ) в таблице: 

    В этой таблице работы расположены  в порядке возрастания суточного  прироста затрат на изменение (снижение) их продолжительности. Наименования полных путей и их продолжительность  взяты из результатов предыдущего  анализа сетевого графика для рассматриваемого нормального варианта. Максимально возможное количество сокращаемых суток для каждой работы указано в скобках.

    На  первом шаге рассматривается работа 3-4, которая входит в третий полный путь и ее продолжительность может быть сокращена на все 3 суток, т.к. продолжительность третьего полного пути, а следовательно и всего комплекса работ будет все еще выше требуемой. Такое снижение продолжительности рассматриваемой работы на 3 суток приведет к увеличению затрат на выполнение этой работы, а следовательно, и всего комплекса работ в размере: 3*10=30 у.е.

    Далее рассмотрим возможность снижения продолжительности  работ 1-3, на втором шаге, которая входит в первый и третий пути, ее продолжительность  можно сократить по максимуму. Работы 1-2, 2-5, 3-6 входят в первый либо во второй пути продолжительность которых уже не превышает требуемой, поэтому снижении их продолжительности не производится и затраты не увеличиваются. На шестом шаге стоит работа 4-5, которая входит в третий путь, производим сокращение ее продолжительности по максимуму. А на седьмом шаге уменьшение продолжительности работы 5-6,  входящей во второй и третий  полные пути, определяются продолжительности более критичного третьего полного пути, соответствующей продолжительности всего комплекса работ. Поэтому эта продолжительность уменьшается на 1 сутки и тем самым достигается заданная продолжительность всего комплекса работ.

    Подсчитав суммарные дополнительные затраты  на произведенное сокращение продолжительностей работ (320 у.е.) и зная первоначальную стоимость (1060 у.е.) всего комплекса работ в рассматриваемом нормальном варианте его выполнения, получим, что при снижении продолжительности выполнения всего комплекса работ с 35 суток до 21 суток оптимальные затраты составят 1060+320=1380 (у.е.). 
 
 
 

    Представим  алгоритм решения поставленной оптимизационной  задачи вторым способом (ускоренный вариант выполнения комплекса работ) в таблице:

 
 

    Отличие этой таблицы от предыдущей состоит  в том, что в ней работы располагаются  в порядке убывания их суточного  прироста затрат на изменение ( увеличение) их продолжительности. Продолжительность  полных путей здесь соответствует другому варианту и взята из результатов предыдущего анализа сетевого графика для рассматриваемого ускоренного варианта выполнения всего комплекса работ. В последней колонке теперь будет рассчитываться уже снижение затрат.

    На  первом шаге продолжительность работы 5-6 может быть увеличена только на 2 суток, т. к. при этом продолжительность третьего полного пути станет как требуемая в задании.

    Тогда затраты на эту работу, с более  поздним сроком выполнения, снизятся на 2*40=80 (у. е), т.е. -80 у. е.

    Второй шаг не используем, т.к увеличение продолжительности соответствующей работы ему работы 4-5  приведет к недопустимому увеличению продолжительности третьего полного пути, а следовательно и всего комплекса работ.

    Рассматривая  работы 3-6, 2-5, 1-2, приходим к выводу, что их продолжительность можно увеличить на максимально возможную величину, т. к. это никак не скажется на увеличении продолжительности всего комплекса работ, а сокращение затрат будет максимальным.

    Шестой  и седьмой шаг пропускаем по той  же причине, что и второй шаг.

    Подсчитав суммарное снижение затрат из-за произведенного увеличения продолжительностей работ (-330 у.е.) и зная первоначальную стоимость (1710 у.е.) всего комплекса работ  в рассматриваемом ускоренном варианте его выполнения, получим, что при увеличении продолжительности выполнения всего комплекса работ с 19 суток до 21 суток оптимальные затраты составят 1710-330=1380 (у.е.).

    Итоговые  результаты, полученные обоими способами  оптимизации, должны совпадать. Проверим это:

    1) продолжительности соответствующих полных путей после оптимизации совпадают – 17,18,21;

    2) стоимости выполнения всего комплекса  работ после оптимизации совпадают  – 1380.

    Таким образом, при оптимизации можно  использовать один из указанных критериев  и полученный результат будет действительно наилучшим при имеющихся исходных данных. Если по условиям заданы сроки выполнения работ и количество исполнителей, есть возможность оптимизировать график, перераспределяя, сокращая или увеличивая число исполнителей отдельных работ. Алгоритм расчетов остается прежним. Расчеты параметров сети, оценка вероятности совершения отдельных событий и всего комплекса работ в директивные сроки, оптимизация графика могут проводиться вручную лишь для простых сетей, содержащих не более 400–500 событий. Если же событий больше или требуется решить задачу перераспределения ресурсов хотя бы и для небольших сетей, расчеты проводятся с использованием ЭВМ. 
 

 

    Общие выводы и рекомендации 

      Таким образом, использование типового технологического процесса облегчает проектирование, конструирование детали, ее изготовление и контроль.

      Благодаря экономии не только времени, которое  было бы затрачено на разработку в  случае отсутствия такого "прототипа", но и сокращение затрат, требующихся  на исправление и утилизацию брака при использовании неотработанных технологии, оборудования и оснастки, удается получить хорошие экономические показатели технологического процесса изготовления и сборки даже для небольших партий продукции и оборудования.

      Наибольшее  время при использовании типового процесса приходится затрачивать на технологическую подготовку производства, которая необходима для подгонки "прототипа" для конкретной детали.  Учитывая, что многие операции из ТПП являются стандартными и вполне могли бы выполняться с помощью вычислительной техники, в настоящее время преобладающим является тенденция к оной или хотя бы частичной автоматизации процесса технологической подготовки производства. 

Список  использованной литературы 

1. ГОСТ 3.1118-82. Единая  система технологической документации. Формы и правила оформления маршрутных карт. М.: Из-во стандартов, 1995, 22 с.

2. Степанов Б.А., Айрапетян А.С., Граблев А.Н., Сафронов  В.А. Технология машиностроения. Учебно-методическое пособие к  выполнению курсового проекта.  М.:МГИУ, 2008, 75 с.

3. ГОСТ 3.1127-93. Единая  система технологической документации. Общие правила выполнения текстовых  технологических документов. М.: Из-во  стандартов, 1994, 12 с.

4. ГОСТ 3.1128-93. Единая  система технологической документации. Общие правила выполнения графических технологических документов. М.: Из-во

5. Ревин С.А. Методические указания по проектированию технологических процессов механической обработки деталей машин. М. 1979, 215 с.

6. ГОСТ 2.109-73. Единая система конструкторской документации. Основ 
ные требования к чертежам. М.: Из-во стандартов, 2002, 136 с.

7. Демина Л.М. Пояснительная записка дипломного проекта (работы). 
М.:МГИУ, 2004, 31 с.

8. Обработка деталей на токарном станке с ЧПУ. Методические указания к лабораторным работам. — Вологда.