Материал: АТП_лекции
Э= Тж — (Тж/Z) = Тж (1-1/Z), где Тж — текущие затраты живого труда; Z— число станков, обслуживаемых одним рабочим- оператором.
Если отнести экономию к первоначальному фонду заработной платы, то
Д = Э/ Тж, = 1-1/Z.
Автоматизация рабочего цикла машины, создание автоматов и полуавтоматов, оснащенных автоматической системой управления рабочими и холостыми ходами, позволяют ограничить обязанности рабочих-операторов сменой заготовок (на полуавтоматах), заправкой материала в механизмы, межстаночной транспортировкой. Это дает возможность одному рабочему обслуживать не один, а два-три станка и, следовательно, сократить количество обслуживающих рабочих и получить экономию зарплаты. Так, при обслуживании одним рабочим двух станков (Z = 2) экономия уже составляет 50 % заработной платы обслуживающего персонала (Э / Тж1 = 0,5).
Путем дальнейших усовершенствований (оснащения полуавтоматов механизмами автоматической загрузки, контроля, улучшения системы эксплуатации и т.д.) можно достигнуть того, что один рабочий будет обслуживать в поточной линии Z = 4...5 станков и экономия трудовых затрат и заработной платы увеличится еще больше. Однако, как видно из рис. 2.9, эта экономия не будет пропорциональна числу станков, обслуживаемых одним рабочим. Если увеличение Z в 2 раза (от 1 до 2) позволяет сэкономить 50% фонда заработной платы, то увеличение Z в 2,5 раза (от 2 до 5) дает возможность сэкономить только 40%.
Дальнейшая экономия затрат живого труда возможна только путем создания автоматических линий (рис.13), т.е. автоматизацией межстаночной транспортировки заготовок и накопления заделов, созданием новых систем управления, сигнализации и блокировки, механизмов автоматического контроля и подналадки, уборки стружки и т.д. Если при этом технологические процессы остаются прежними, то и производительность машин сохраняется на достигнутом уровне, а автоматизация позволяет лишь увеличивать число станков, обслуживаемых одним рабочим.
Рис. 13. Зависимость экономии живого труда от числа станков, обслуживаемых одним рабочим
Если при переходе от обслуживания одной машины к двум можно простейшими средствами сэкономить 50% зарплаты, то при переходе от 50 к 100 станкам — только 1%.
Автоматизация с целью сокращения затрат ручного труда может быть эффективной прежде всего в отраслях с низкой технической оснащенностью, где еще велики затраты живого труда, а следовательно, и резервы экономии этих затрат. Создание автоматических линий на базе существующего поточного производства, где один рабочий и без автоматизации обслуживает два-три станка, если эти линии опираются на существующие технологические процессы и имеют цель только сокращение числа рабочих-операторов и подсобных рабочих, малоэффективно.
Второй путь заключается в сокращении затрат прошлого труда за счет снижения стоимости средств производства (путь ст < 1). Этот путь связан с совершенствованием технологии производства самих средств производства, стандартизацией и унификацией механизмов, узлов и деталей машин, обеспечивающих снижение их себестоимости. Для этого пути характерно развитие агрегатного станкостроения, поточных методов производства новых машин, а также унифицированных средств автоматизации. Важнейшей задачей является создание универсальных станков, пригодных как для самостоятельной эксплуатации, так и для встраивания в автоматические линии. Такие станки могут использоваться в автоматических линиях различного технологического назначения, что позволяет наладить их выпуск в больших масштабах, применяя поточные методы производства, создавая стабильные конструкции, надежные в эксплуатации.
Если на первых этапах автоматизации унифицированными элементами являлись узлы и механизмы, из которых компонуются станки различного технологического назначения, то теперь элементами компоновки служат уже встраиваемые станки и унифицированные транспортные средства, что позволяет создавать автоматические линии с меньшими затратами в кратчайшие сроки. Унификация и стандартизация оборудования позволяет не только уменьшить стоимость оборудования, но и значительно сократить сроки его проектирования и освоения и тем самым повысить производительность общественного труда.
На рис. 14 показаны графики роста производительности труда при сравнении двух вариантов новой техники: поточного и автоматизированного производства. Если автоматическая линия создается из нормализованных узлов, то благодаря относительно малой стоимости и малым срокам проектирования (сопоставимым со сроками поставки универсальных станков) такая линия быстро окупается и дает значительный рост производительности труда при сроке внедрения L = 0. Если линия проектируется заново и сроки ввода в эксплуатацию удлиняются хотя бы на год (L = 1) с неизбежным увеличением стоимости (ст > стнорм), то эффективность автоматизации значительно ниже.
Рис. 14. Графики роста производительности труда во времени при автоматизации производства путем создания специального 2 и унифицированного 20 оборудования
Оценивая перспективность второго пути повышения производительности труда, следует учитывать неодинаковые реальные возможности улучшения характеристик е и ст. Так, по данным станкостроительных заводов, применение нормализованных узлов, создание агрегатных станков из нормализованных элементов позволяет снизить стоимость станков не более чем на 30%, т.е. ст = 0,7.
Третий путь заключается в сокращении затрат живого и прошлого труда за счет повышения производительности средств производства, а следовательно, сокращения трудовых затрат на единицу изделия (путь ф > 1). Это достигается путем разработки новых прогрессивных технологических процессов и создания высокопроизводительных средств производства.
Известно немало примеров, когда уровень существующего производства исчерпывал свои возможности и это неизбежно вызывало появление новых методов производства, новой технологии и новых высокопроизводительных средств производства.
Коренная ломка старых, привычных методов производства, рождение и развитие новых прогрессивных технологических процессов и высокопроизводительных средств производства — радикальный путь повышения производительности труда.
На рис. 15 приведены графики зависимости производительности труда X от производительности средств производства ф и степени сокращения живого труда е. Кривая 1 показывает рост производительности труда в результате блокирования машин в автоматическую систему при неизменном уровне производительности средств производства (ф = 1) и без учета затрат на автоматизацию (ст = 1). При такой автоматизации единственным источником экономии является сокращение требуемого фонда зарплаты производственных рабочих. Кривая 1' построена с учетом прогрессивного роста стоимости автоматических линий и некоторого снижения их производительности (ф < 1; ст > 1) в результате блокирования все большего количества машин в автоматическую систему. В результате производительность общественного труда на сложных, технически совершенных автоматических линиях, оснащенных всем арсеналом средств современной автоматики и электроники, может оказаться ниже, чем на поточных линиях. Заштрихованная область (см. рис. 15) означает потери производительности труда из-за указанных факторов, которые особенно значительны для автоматических линий сложной конструкции.
Рис. 15. Графики зависимости производительности труда от роста производительности средств производства и степени сокращения живого труда:
1 — при ф = 1 и а = 1; 1' — при ф < 1 и а > 1;
2 — при ф = 1 и а = 1; 2' — при ф> 1 и а>1
Кривые 2 и 2' аналогичны кривым 1 и 1', но при автоматизации, сочетающей рост производительности машин (ф > 1) и сокращение затрат живого труда (е > 1). Как видно, и здесь существуют потери производительности труда по тем же причинам, однако потенциал роста производительности труда настолько высок, что автоматизация является эффективной.
Одной из важнейших характеристик новой техники является максимальный уровень роста производительности труда по Сравнению с достигнутой данной отраслью к моменту ввода новой техники в эксплуатацию.
Если показатели новой техники оказываются низкими, новая техника не может быть прогрессивной. На рис. 16 показана зависимость Amax от производительности средств производства ф, откуда видно, что высокий уровень производительности труда для новой техники можно обеспечить только в том случае, когда производительность новой техники значительно выше, чем у существующей.
Рис. 16. Зависимость максимального коэффициента производительности труда Amax от производительности средств производства ф и их экономичности Sв эксплуатации
Таким образом, генеральным направлением автоматизации является разработка новых, прогрессивных технологических процессов и создание таких высокопроизводительных средств производства, которые вообще невозможны, пока человек остается непосредственным участником выполнения технологического процесса.
Экономическая эффективность и прогрессивность новой техники
Лучшие варианты проектируемых машин, автоматических линий, цехов и заводов, в том числе с обоснованием целесообразного уровня автоматизации, определяются путем различных инженерных решений. Современные технические науки являются фундаментом при проектировании машин и определении их параметров на основе расчетов: кинематических, прочностных, динамических, на виброустойчивость, долговечность, надежность и т.п. Однако при этом еще неизвестно, насколько данная выбранная или проектируемая машина экономически будет эффективной. Машина, удовлетворяющая всем техническим требованиям, может оказаться не эффективной и не прогрессивной, так как конструктивная сложность и затраты на ее создание даже при минимуме эксплуатационных затрат не обеспечат требуемого уровня экономии труда за срок ее службы по сравнению с существующей техникой.
Технический прогресс и экономическая эффективность производства — это две неразрывно связанные взаимообусловливающие проблемы, которые не могут быть решены изолировано, обособлено друг от друга.
Важнейшим критерием экономической эффективности капиталовложений является рост производительности труда, достигаемый в результате внедрения новой техники.
Расчеты сравнительной экономической эффективности капитальных вложений применяются при сопоставлении различных вариантов хозяйственных и технических решений, размещения предприятий и их комплексов, при решении задач по выбору взаимозаменяемой продукции, внедрению новых видов техники и т.д.
Целью инженерных методов сравнительной оценки экономической эффективности капиталовложений и новой техники является не только подсчет чисто экономических показателей, а выбор таких параметров проектируемых машин, которые являются экономически оптимальными и обеспечивают наибольший экономический эффект внедрения новой техники.
С понятием экономической эффективности новой техники тесно связано понятие ее прогрессивности. Прогрессивность новой техники определяется соответствием ее главному целевому назначению.
Главным целевым назначением новой техники является не только повышение производительности, но и облегчение условий труда. При этом прогрессивной является техника, не только обеспечивающая рост производительности труда, но и такая, которая соответствует научно обоснованным заданным темпам ее повышения и при этом облегчает труд человека. На основе сложившихся представлений критерий прогрессивности новой техники отражает следующие показатели:
рост производительности труда;
постоянный рост требований к новой технике на основе объективных законов развития производительных сил. Чем позже вводится в эксплуатацию новая машина, тем менее она прогрессивна при тех же технических характеристиках;
фактор времени. Любая самая совершенная конструкция сегодняшнего дня, если сроки ее проектирования и освоения затягиваются, неизбежно оказывается морально устаревшей при проектировании. Любая прогрессивная техника в процессе эксплуатации не может оставаться прогрессивной вечно и морально устаревает;
высокая эффективность капиталовложений на создание и внедрение новой техники.
Критерием прогрессивности новой техники является соответствие фактических темпов роста производительности труда плановым, которые должны быть научно обоснованными, прогнозируемыми.
По критерию эффективности капиталовложений несмотря на задержку с проектированием и освоением машина может считаться экономически эффективной, хотя она за этот период морально устаревает при проектировании. Высокая эффективность капиталовложений является необходимым, но недостаточным условием прогрессивности новой техники. Критерий прогрессивности более полно учитывает фактор времени и, как правило, отражает более высокий уровень требований к новой технике, чем критерии эффективности капиталовложений, не исключая, а дополняя их.
Производительность труда играет большую роль в производстве. Производительность труда рабочих зависит от многих факторов, так как связана с деятельностью различных инженернотехнических служб предприятий, организаций отрасли и народного хозяйства в целом. В пределах предприятия можно указать на три главных вида мероприятий, влияющих на возможность повышения производительности труда:
Технологические процессы - основа автоматизированного производства
Особенности проектирования технологических процессов в условиях автоматизированного производства
Основой автоматизации производства являются технологические процессы (ТП), которые должны обеспечивать высокую производительность, надежность, качество и эффективность изготовления изделий. С этой точки зрения большое значение приобретают прогрессивные высокопроизводительные методы обработки и сборки, используемые при проектировании автоматизированных ТП.
При разработке ТП автоматизированного производства (АП) рассматривают комплексно все его элементы: загрузку-выгрузку изделий, их базирование и закрепление, контроль, межоперационное транспортирование, складирование и др. Поэтому для оценки возможности и эффективности автоматизации важно правильно классифицировать ТП.
Характерной особенностью ТП обработки и сборки является строгая ориентация деталей и инструмента относительно друг друга в рабочем процессе (первый класс). Термообработка, сушка, окраска и другие процессы, в отличие от обработки и сборки не требующие строгой ориентации деталей, относятся ко второму классу.
Кроме того, ТП подразделяют на дискретные и непрерывные.
Для дискретных процессов характерны прерывистость и строгая последовательность рабочих и холостых движений. Непрерывные процессы изменяются плавно, без скачков (например, бесцентровое шлифование, протягивание). Такое подразделение носит условий характер, так как большинство процессов сочетают дискретность с непрерывностью. ТП автоматизированного производства по сравнению с технологиями неавтоматизированного производства имеют свою специфику, обусловленную следующими объективными факторами.
Автоматизированные ТП включают в себя не только операции механической обработки резанием, но и обработку давлением, термообработку, сборку, контроль, упаковку, а также транспортно-складские и другие операции.
Требования к гибкости и автоматизации производственных процессов диктуют необходимость комплексной и детальной проработки технологии, тщательного анализа объектов производства, проработки маршрутной и операционной технологии, обеспечения надежности и гибкости процесса изготовления изделий с заданным качеством. Степень подробности технологических решений должна быть доведена до уровня подготовки управляющих программ для оборудования.
Многовариантность технологических решений при широкой номенклатуре выпускаемых изделий.
Высокая степень интеграции работ, выполняемых различными технологическими подразделениями.
Требования совершенствования и сокращения сроков технологической подготовки производства обусловили необходимость принципиально нового подхода к проектированию ТП — с помощью систем автоматизированного проектирования (САПР). Эффективность автоматизированной разработки ТП во многом определяется рациональным сочетанием типовых и индивидуальных технологических решений на всех стадиях проектирования, а также высоким уровнем стандартизации и унификации выпускаемых изделий, оборудования и самих ТП.
Внедрение гибких технологий, широкое использование средств вычислительной техники и роботов позволяет быстро и эффективно перестраивать технологические процессы на изготовление новых изделий, что весьма актуально в условиях мелкосерийного и серийного производств, преобладающих в машиностроении.
Раскрыть потенциальные возможности и обеспечить максимальную эффективность автоматизированных производственных систем (АПС) можно только в том случае, если их проектированию предшествуют глубокие технологические разработки и при этом соблюдаются основные принципы технологии:
Принцип завершенности. Необходимость стремления к выполнению всех операций в пределах одной АПС, т.е. без промежуточной передачи полуфабрикатов в другие подразделения или вспомогательные отделения. Для реализации этого принципа следует обеспечить технологичность изделий; разработать новые унифицированные методы обработки и контроля; расширить и обосновать тип оборудования АПС с повышенными технологическими возможностями.
Принцип малооперационной технологии.