В.А. Щеглов Оптимизация типоразмерных рядов оборудования

Министерство образования Российской Федерации Кузбасский государственный технический университет Кафедра металлорежущих станков и инструментов

ОПТИМИЗАЦИЯ ТИПОРАЗМЕРНЫХ РЯДОВ ОБОРУДОВАНИЯ

Методические указания к практическим занятиям по курсу “Специализированное оборудование для ремонта автомобилей” для студентов специальности 120216 “Металлорежущие станки и инструменты”

Составители В.А.Щеглов

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 10 от 27.10.99

Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 120200 Протокол № 10 от 27.10.99

Электронная копия хранится в библиотеке главного корпуса КузГТУ

Кемерово 2000

1

1.Цель работы: ознакомить студентов с технологическим оборудованием по оснащению новых производственных зон станций технического обслуживания (СТО) и решить задачу оптимизации на примере однопараметрического ряда.

2.Теоретические положения.

В качестве основы для конструирования или оснащения нового производства однородными группами оборудования используются параметрические ряды - упорядоченные совокупности числовых значений определённых признаков, характеризующих конструктивные и эксплуатационные свойства этого оборудования, из которых выделяются основные, которые подлежат оптимизации. Чрезмерное увеличение числа такого оборудования, например за счёт узкой специализации ,приводит к увеличению его себестоимости , с другой стороны, эксплуатация универсального оборудования также нерентабельна, поскольку это приводит к завышенным издержкам на техническую эксплуатацию автомобилей.

Оптимизация оборудования имеет два подходамногопараметрический и однопараметрический. Формально второй подход является частью первого.

Методика оптимизации применима при следующих условиях: оборудованием, обладающим большим значением параметра, можно

выполнить работу, выполняемую оборудованием обладающим меньшим значением параметра;

имеются исходные данные об ориентировочной стоимости нескольких видов оборудования с различными параметрами, а также серийности их выпуска.

Выбор оптимального однопараметрического ряда производится в четыре этапа:

-выбор основного параметра λ и составление для него предпочтительного ряда;

-определение ориентировочной стоимости единицы оборудования для каждого члена выбранного предпочтительного ряда;

-определение необходимого числа единиц оборудования для выполнения заданного объёма работ;

-составление и решение целевой функции оптимизации параметрического ряда.

2

На первом этапе для выбранного параметра λ составляется предпоч-

тительный ряд λ 1 , λ 2 , λ 3 , ... λ n так, чтобы λ 1 ! λ 2 ! ... λ n. При этом предпочтительный ряд может задаваться стандартами или в случае их

отсутствия задаётся произвольно, исходя из следующих условий: интервал (λ 1 ... λ n ) должен охватывать весь диапазон величин пара-

метра λ ; число членов последовательности выбирается в зависимости от тре-

буемой точности ряда .

На втором этапе для каждой единицы оборудования с параметром λ i определяется ориентировочная стоимость Сi данные собираются в

где к- количество видов оборудования.

Затем просчитывают стоимости Сi с помощью функционального коэффициента f

где L- показатель, характеризующий серийность выпуска (соответствует показателю Ji);

M-средняя серийность по всему типоразмерному ряду (соответствует показателю J).

Пересчёт осуществляется по формуле (3), результаты пересчёта сво-

Полученную зависимость С(λ ) на интервале λ 1 ... λ n, применительно к оборудованию для обслуживания и ремонта автомобилей , аппроксимируют линейной зависимостью или квадратным трёхчленом

С(λ )=aλ 2+bλ +c, в некоторых случаях достаточно интерполировать результаты табл.2. По подобранной зависимости составляется ряд для всего диапазона 1 ... n.

На третьем этапе определяется количество оборудования Пi с параметром λ i ,ежегодное производство которого необходимо для выполнения такого объёма работ, который выполним оборудованием с параметром λ i и не выполним оборудованием с параметром λ i-1.

3

Количество оборудования определяется в такой последовательности:

исходя из парка обслуживаемых автомобилей Ai, который обслуживается оборудованием с параметром λ i;

на основании опыта передовых АТП и СТО; из технических условий, определяющих средний срок службы Т

рассматриваемого оборудования;

как результат рассчитывается количество оборудования Пi, резуль-

На четвёртом этапе составляется и решается целевая функция. Для этого определяется множество суммарных затрат на производство Λ :

Функция ϕ (Λ) ?редставляет собой общие затраты на ежегодное производство либо ежегодную потребность предприятия в данном оборудовании. Минимум функции ϕ (Λ) ?пределяется оптимальным параметрическим рядом ? опт.

3. Пример. Для пояснения методики рассмотрим пример расчёта оптимального параметрического ряда нагрузки на ось стендов для проверки тормозов.

3.1.Для параметра “нагрузка на ось“ отсутствуют рекомендации по предпочтительному ряду. Исходя из весовых характеристик парка автомобилей сами задаём ряд их развесовки по осям со значениями G,

равными 1,2,3,4,5,7,10,20 тс.

3.2.Для каждого G из составленного ряда (i=1,8) определяем стоимость в соответствии с номером варианта (см.приложение), определяем стоимостные и нагрузочные характеристики выпускаемых стендов (табл. 1). Средняя серийность выпускаемых стендов рассчитываем по формуле (1).

4

С помощью функционального коэффициента производится перерасчёт стоимости выпускаемого оборудования (на примере нагрузки на ось G1=1тс) по формуле (2).

Результаты расчёта сводятся в табл. 2.

Аппроксимируя данные табл. 2. Методом наименьших квадратов квадратным трёхчленом с помощью программы STATGRAF , получаем зависимость

5

Продолжение табл. 3

3.3.Для определения потребности в стендах определяется парк автомобилей с распределением их нагрузок на ось (см. табл. 4).

Нижняя строка табл. 3 рассчитывается по данным табл. 4 при условии, что срок службы стендов Т=10 лет и один стенд (S=1) обслуживает в среднем 500 автомобилей (F=500). На примере случая нагрузки на ось G1=1 тс потребное количество выпуска стендов рассчитывается по формуле (4).

Результаты расчета Пi сводятся в нижнюю строку табл. 3. 3.4.Минимум функции ϕ (Λ) ?пределяется её оптимизацией, для это-

го выбирается типоразмерный ряд G с параметрами 1,3,5,7,20 тс и строится первая строка табл. 5. Пересчитываются стоимости стендов под новые серийности выпуска, данные сводятся во вторую строку

6

По данным таблицы строится и рассчитывается целевая функция

Аналогичным образом строится таблица и производится расчёт целевой функции ϕ (Λ) ?ля различных сочетаний членов ряда. За оптимальный принимается ряд, которому соответствует минимальная сумма, в рассматриваемом случае оптимальным является ряд с нагрузкой на ось 1 ,3 ,5 ,7 и 20 тс.

4. Контрольные вопросы 4.1. В каких случаях возможна оптимизация параметрического ряда

оборудования.

4.2.Перечислите этапы выбора оптимального ряда.

4.3.Что представляет собой целевая функция?

4.4.Чем руководствуются при выборе технологического оборудования для оснащения производственных зон СТО?

5.Список рекомендуемой литературы 5.1. Бабусенко С.М. Ремонт тракторов и автомобилей. –М.: Агропромиздат, 1987.

5.2. Ульман И.Е. и др. Ремонт машин. –М.: Колос, 1982.

5.3.Ачкасов К.А. Прогрессивные способы ремонта сельскохозяйственной техники.-М.: Колос, 1984.

8

Число обслуживаемых автомобилей 5000 шт./год

Вариант 4 Оборудование для нанесения противокоррозионных материалов

Число обслуживаемых автомобилей 700 шт./год

Вариант 5 Средства диагностирования кривошипно-шатунного механизма

Число обслуживаемых автомобилей 10000 шт/год

9

Вариант 6

Газоанализаторы