5.2. Условия применения автоматической сборки

Цель автоматизации сборки — получение минимума затрат живого и прошлого труда, заложенного в средствах автоматизации при выпуске заданного количества продукции.

На рис. 5.3, а приведена структура затрат на сборку заданного количества изделий в обычном (I) и автоматизированном (II) производстве; 31 и 31/’ — затраты соответственно на изготовление сборочного оборудования и с учетом проектно-конструкторской работы, 32/

и 32/— затраты на сборку заданного числа выпускаемых изделий.

Рис. 5.3. Структура затрат труда на сборку изделий в обычном и автоматизированном производстве

снижаются до величины 32/т и 32//т. Таким образом, указанное условие не выполняется и не обеспечивается экономия общественного труда при переходе к автоматизированному производству. С ростом объема выпуска изделий эффективность автоматизации увеличивается. Линия А (рис. 5.3, б) характеризует зависимость затрат 3 общественного труда от числа п выпускаемых изделий в автоматизированном производстве, а линия В — в обычном. Точка п0 характеризует объем выпуска изделий, при котором оба производства по затратам

3 являются равноценными, т.е. 31/ +T2/n0 =31 +T2n0?, где Т2 и Т2/ — трудоемкость сборки одного изделия в простом и автоматизированном производстве. Таким образом, n0=(3/1- 31)/ (Т2 -Т2/).

В условиях массового производства, когда каждая операция сборки закреплена за отдельным рабочим местом при определенной программе выпуска, может потребоваться увеличение количества средств автоматизации (автоматы-дублеры). Это увеличивает затраты . На линии А это показано в виде уступа. Критическое значение программы выпуска увеличивается до п/0 = (23/1 — 31) /(Т2 — Т/2).

При использовании для изготовления изделий нескольких наименований (серийное производство) быстро переналаживаемого автома­тического оборудования эффективность автоматизации производства изделия одного наименования возрастает по сравнению с выше рас­смотренным случаем. Величины 31, и З1,/ уменьшаются до значений

З 1а и з 1 /а,здесь а = 1/К < 1, где К — число наименований изделий закрепленных за данным оборудованием (при условии, что время tt сборки партий этих изделий примерно одинаково). При этом З 1а < з 1 /а. Структура затрат труда для данного случая показана на рис. 5.3, в. Критическое значение объема выпуска (рис. 5.3, г) при

этом составляет n0 = а( 3 1 /— 3) /(Т2 — Т2/).

Себестоимость сборки снижают путем сокращения всех издержек производства в сборочном цехе. В автоматизированном производстве эта задача имеет определенную специфику. Укрупненная структура себестоимости сборки одного изделия в обычном (Л и автоматизиро­ванном (Я) производстве может быть представлена схемами (рис. 5.4, а), где П и П' — заработная плата сборщиков, Ц и Ц' — цеховые расходы, учитывающие все остальные издержки производства (амортизацию сборочного оборудования, расходы на его ремонт, электроэнергию, заработную плату вспомогательных рабочих и т.д.). При автоматизации уменьшаются расходы на заработную плату сборщиков, а цеховые расходы снижаются незначительно и в отдельных случаях могут возрасти.

Зоны применяемости автоматической сборки при использовании специальных средств автоматизации (непереналаживаемые сборочные автоматы

Рис.

1, 2, 3. 4, 5 — условия соответственно очень хорошие, хорошие, удовлетворительные, плохиеи

полуавтоматы) показаны на рис. 5.4, б. Заштрихованный участок определяет зону использования быстропсрсналаживаемых средств автоматизации сборки — сборочных роботов с программным управлением. Наиболее просто автоматизировать общую сборку простых по конструкции изделий, состоящих из нескольких элементов. Для более сложных по конструкции изделий применяют узловую автоматическую сборку. При усложнении конструкции изделий используют частичную автоматическую сборку со снижением уровня автоматизации а как узловой, так и общей сборки.

На рис. 5.5, а показана зависимость себестоимости С автоматической сборки от объема п выпуска изделий: 1 — для сборочного оборудования специального назначения; 2 — для универсальных средств автоматизации — сборочных роботов. С увеличением п себестоимость сборки снижается, что обусловлено возможностью построения сборочных операций с высокой степенью концентрации технологических переходов. Если программа выпуска незначительна, то выгоднее использовать универсальные средства автоматизации.

Под уровнем автоматизации а сборки понимают отношение про­должительности сборки fg на автоматизированных операциях к об­щей продолжительности tc технологического процесса сборки дан­ного изделия a=tjtc. Ha рис. 5.5, б показана зависимость tl' (кривая Г) и Ц' от а (кривая 2) для условий массового производства с постоянным закреплением сборочных операций за рабочими местами. С ростом а применяемое технологическое и предметно- транспортное оборудование конструктивно усложняется и удорожается. Это приводит к увеличению амортизационных отчислений по каждой единице сборочного оборудования на одно изделие. При этом сокращается число единиц используемого оборудования.

Общие амортизационные отчисления на одно изделие растут не так интенсивно и в ряде случаев могут даже уменьшаться.

Объем п выпуска непостоянен. Началу выпуска изделий предшес­твует разработка технологического процесса сборки (участок / на рис. 5.6, а). Далее следуют этапы конструирования, изготовления и отладки сборочного оборудования и оснастки (участок //); эту работу выполняют, если невозможно приобрести готовое оборудование. Затем начинается выпуск изделий, который постоянно увеличивается до заданного значения (участок III). Этот участок характеризует освое­ние изделий в производстве; он должен быть по возможности корот­ким, а кривая роста выпуска изделий более крутой. На участке IV выпуск изделий постоянен, а на участке V он постепенно уменьшается до нуля. Последний участок характеризует сокращение выпуска изделий, обусловленное уменьшением спроса на них и их моральным

устареванием.

С уменьшением выпуска изделий А начинается выпуск изделий В, а далее • изделий С и т.д. с повторением всех указанных частей цикла сборочного произ­водства. При А = В = С кривые суммируются. Из условий постоянства загрузки сборочного цеха во времени суммарная кривая должна представлять прямую линию L, параллельную оси абсцисс. Это условие обеспечивается при совмещении и равенстве участков III (рис. 5.6, б) и V. Если данные участки не равны, то при разном их относительном смещении на суммарной кривой возникают выступы и впадины (рис. 5.6, в), характеризующие перегрузку и недогрузку сборочного оборудования цеха, что нежелательно в автоматизированном производстве.

Специальное сборочное оборудование конструируют на основе четко проработанного технического задания. Изменение затрат во времени на изготовление сборочного оборудования показано на рис. 5.7. Участок OA характеризует расходы на конструирование, АВ на изготовление, ВС на отладку оборудования. Линия 1 характеризу­ет изготовление оборудования при недостаточной конструкторско- технологической проработке варианта, а линия 2 — при его детальной проработке. Линия 3 характеризует изготовление оборудования из стандартных узлов методом агрегатирования, когда сокращаются затраты и сроки внедрения средств автоматизации.

Автоматическую сборку в основном используют в массовом производстве. В серийном производстве автоматическая сборка используется реже. Сроки окупаемости средств автоматизации часто превышают предполагаемую длительность выпуска изделий. В таких случаях автоматизацию проводят, используя бысгропереналаживаемое сбороч­ное оборудование, принципы групповой технологии, типизацию технологических процессов. Автоматическое сборочное оборудование создают из типовых узлов и исполнительных механизмов. В условиях серийного производства применяют сборочные роботы.

В мелкосерийном и единичном производстве автоматическая сборка выполняется специализированным оборудованием с программным управлением и роботами. Автоматизируется в основном узловая сборка. Автоматизация общей сборки используется лишь для изделий простой конструкции.