Методика и результаты расчета времени, необходимого для ручной и автоматизированной разработки различных видов технологических документов Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 004.021: 65.011.56

А. В. Бобов

Саратовский электроприборостроительный завод им. С. Орджоникидзе ул. Б. Садовая, 239, Саратов, 410005, Россия

E-mail: [email protected]

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ВРЕМЕНИ, НЕОБХОДИМОГО ДЛЯ РУЧНОЙ И АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ РАЗРАБОТКИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ДОКУМЕНТОВ

В статье показана актуальность определения очередности автоматизации этапов конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП). Приведена методика формализации КТПП. Показано, какие величины оказывают влияние на время, необходимое для разработки документации. Определены и приведены численные значения этих величин. На основе полученных данных приведен расчет времени, необходимого для разработки отдельных видов технологических документов ручным и автоматизированным способами. Дана рекомендуемая очередность автоматизации этапов.

Ключевые слова: конструкторско-технологическая подготовка производства, поэтапная автоматизация, экономия времени.

В настоящее время для промышленных предприятий актуальна проблема уменьшения времени постановки изделий к производству, т. е. времени, проходящего от окончания разработки (или доработки) изделия до начала его изготовления. Необходимым шагом к решению проблемы является автоматизация процесса постановки изделий на производство, или конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП). Поэтому, наряду с автоматизацией собственно производства продукции, автоматизация ведения КТПП на промышленных предприятиях получает все большее распространение.

Теоретически оптимальным решением проблемы автоматизации КТПП считается приобретение готового специального ПО и его единовременная полная настройка под нужды предприятия [1-4]. Однако на практике полная автоматизация КТПП «в один прием» невозможна. Поэтому актуальна задача автоматизации КТПП поэтапно с определением очередности этапов.

Целесообразно установить очередность автоматизации этапов КТПП в порядке убывания экономии времени от автоматизации данного этапа. Для этого необходимо найти оптимальный алгоритм определения экономии времени от автоматизации каждого этапа, а затем реализовать алгоритм в виде программного средства, позволяющего получить конкретные значения очередности в зависимости от задаваемых исходных данных.

В данной статье предлагается методика расчета времени, необходимого для разработки различных видов технологических документов (ТД). Отдельно рассматривается ручная и автоматизированная разработка документов. Экономия времени определяется как разность времени разработки документов данного вида вручную и автоматизированным способом.

Формализация процесса КТПП

Понимая КТПП изделия как создание набора ТД, формализуем КТПП в виде процесса последовательного составления (заполнения) ТД на основе данных конструкторской спецификации, конструкторского чертежа и нормативной документации.

Для формализации КТПП проведен анализ ГОСТов и стандартов предприятия (СТП), определяющих виды и порядок формирования ТД, а также имеющихся на предприятии ти-

ISSN 1818-7900. Вестник НГУ. Серия: Информационные технологии. 2010. Том 8, выпуск 4 © А. В. Бобов, 2010

повых технологических процессов (ТТП). Анализ КТПП на примере ТД для 20 изделий показал следующее.

1. При запуске в производство нового изделия разрабатываются единичные (маршрутно-операционные) технологические процессы (ТП):

• на каждую сборочную единицу - ТП сборки;

• на каждую деталь, изготавливаемую из пластмасс, - ТП изготовления деталей из пластмасс (ТП ИДП);

• на каждую деталь, кроме деталей, изготавливаемых из пластмасс, - ТП механической обработки (ТП МО).

Все остальные возможные ТП (литье из металла, покраска и пр.) существуют в виде ТТП. В случае необходимости на них приводится ссылка при разработке ТП (пример: «Изготовить отливку согласно операции № 5 ТТП 4802-Т-255»).

2. Поскольку поставленная задача ограничена рамками создания нового изделия, то для формализации представляют интерес только единичные ТП: ТП сборки, ТП ИДП, ТП МО.

3. Единичные ТП могут содержать следующие ТД: титульный лист, маршрутную карту, карту эскизов, операционную карту механической обработки (ОК МО), операционную карту слесарных, слесарно-сборочных и электромонтажных работ (ОК СЭР), операционную карту изготовления деталей из пластмасс (ОК ИДП), операционную карту технического контроля (ОК ТК), комплектовочную карту.

4. КТПП требует также разработки ряда ТД, которые формально не входят в ТП, а именно: ведомость материалов, заказ на изготовление технологического оснащения (ТО), график проектирования и изготовления ТО, технологическую спецификацию.

Результаты анализа представлены в табл. 1, где:

1 - данный ТД входит в ТП в количестве строго 1 штуки;

М - данный ТД может входить в ТП в любом количестве или не входить вообще;

(пустая ячейка) - данный ТД не входит в данный ТП.

ТД приведены в порядке их разработки при создании нового изделия.

Для удобства дальнейшей формализации присвоим индексы каждому ТД табл. 1 следующим образом: г - порядковый номер ТП; - порядковый номер ТД в рамках каждого ТП

(табл. 2).

Таблица 1

ТД, разрабатываемые при запуске в производство нового изделия

№ Наименование ТД В составе отдельных ТП на деталь или сборочную единицу На изделие в целом

ТП сборки ТП ИДП ТП МО

1 Титульный лист 1 1 1

2 Маршрутная карта 1 1 1

3 ОК ИДП М

4 ОК МО М М

5 ОК СЭР М

6 Карта эскизов М М М

7 ОК ТК М М М

8 Комплектовочная карта 1

9 Ведомость материалов 1

10 Т ехнологическая спецификация 1

11 Заказ на изготовление ТО М М М

12 График проектирования и изготовления ТО 1

Таблица 2

Индексы рассматриваемых ТД

№ Наименование ТД В составе отдельных ТП на деталь или сборочную единицу На изделие в целом (і = 4)

ТП сборки (і = 1) ТП ИДП (і = 2) ТП МО (і = 3)

1 Титульный лист і = 1,1 = 1 і = 2,1 = 1 і = 3,1 = 1

2 Маршрутная карта і = 1,1 = 2 і = 2,1 = 2 і = 3,1 = 2

3 ОК ИДП і = 2,1 = 3

4 ОК МО і = 2,1 = 4 = 3, II 3

5 ОК СЭР і = 1,1 = 3

6 Карта эскизов і = 1,1 = 4 і = 2,1 = 5 і = 3,1 = 4

7 ОК ТК і = 1,1 = 5 6 = = 5 = СП =

8 Комплектовочная карта і = 1,1 = 6

9 Ведомость материалов і = 1,1 = 7

10 Т ехнологическая спецификация і = 1,1 = 8

11 Заказ на изготовление ТО і = 1,1 = 9 і = 2,1 = 7 і = 3,1 = 6

12 График проектирования и изготовления ТО і = 4,1 = 1

Согласно табл. 1 и 2, суммарное время разработки ТД для КТПП изделия может быть выражено формулой:

П

т Е=£с,ТПт,тп + Т (1)

і=1

где п = 3- количество видов ТП в модели; с™ - количество ТП вида і в изделии; Т™ - время разработки одного ТП вида і (суммарное время разработки всех ТД, входящих в ТП вида і); I - номер ТП: і = 1 - ТП сборки, і = 2 - ТП ИДП, і = 3 - ТП МО;

ТД - время разработки ТД с индексом 4,1 (согласно табл. 2).

Время разработки одного ТП может быть выражено формулой:

Пі

ТТП = I сДтД1, (2)

1=1

где

пі - количество видов ТД в ТП вида і (п1 = 9, п2 = 7, п3 = 6 согласно табл. 2);

сД - количество ТД вида 1 в ТП вида і, (при этом с11 = с12 = с16 = с17 = с18 = с21 = с22 = с31 =

= с32 = с4 = 1 (соответствующие документы необходимы в количестве строго 1 шт.), с13, с14, с15, с19,

с23, с24, с25, с26, с27, с33, с34, с35, с36 в общем случае не равно 1);

Т/Д. - время разработки одного документа вида 1 для ТП вида і.

Из (1) и (2) получим выражение суммарного времени разработки ТД на изделие через время разработки отдельных документов:

п пі

т'=£с,ТП I сДтД + т£. (3)

і =1 1 =1

Из (3) следует, что общее время ТД заполнения всех экземпляров ТД вида 1 для ТП вида і может быть формализовано как

ТД1 = сД.ТД., при этом для і = 4 Т^ = Т4Д1. (4)

Время разработки отдельного документа фактически представляет собой время заполнения бланка этого документа.

Оценим время заполнения одного документа. ТД в общем случае представляется состоящим из заголовка и тела документа:

Д = (С, М), или Д = ([С1...С„], [[М11...М1Ш]...[МН...М,и]),

где заголовок С представляет собой список параметров С1.СП; тело М представляет собой таблицу параметров [М11 .. .М1т]... [Мк1 .. .Мкт] (набор записей, состоящих из ряда полей).

Параметры заголовка документа заполняются обязательно, а параметры тела - с некоторой вероятностью.

В этом случае время заполнения документа может быть выражено суммой времени заполнения заголовка и тела документа:

ті ,1 кі,і

ТД = То + ТМ = I С + сСТр I рМ М , (5)

Му'

У=1

где

грС

Т і 1 - время заполнения заголовка;

Т^ - время заполнения тела;

ті 1 - количество параметров заголовка;

СТР

сі 1 - количество строк тела, причем

с11 = с21 = с31 = с14 = с25 = с34 = с19 = с27 = с36 = 0 (эти ТД не имеют табличной части), прочие сі,1 > 0;

кі, 1 - количество параметров в строке тела;

С - время заполнения параметра СХ заголовка;

ґ‘мУ - время заполнения параметра Му тела (в у-м столбце тела);

рМі, у1 - вероятность необходимости заполнения параметра М у тела для документа вида 1 при разработке ТП вида і.

Таким образом, из (3) и (5) следует, что для расчета времени разработки всех ТД на изделие, представленных в табл. 1, необходимо установить значения следующих параметров (приведены в порядке формализации):

1) с™ - количество ТП вида і в изделии (с™ , с™ , с™);

2) сД1 - количество ТД вида 1 в ТП вида і, причем только для значений сД13, сД14, сД15,

сД19, сД23, сД24, сД25, сД26, сД27, сД33, сД34, сД35, сД36 (остальные = 1);

0 4 СТР - СТР СТР СТР СТР

3) с 1 - количество строк тела, причем только для значений с 12, с 22, с 32, с 23,

СТР СТР СТР СТР СТР СТР СТР СТР СТР СТР

с 24, с 33, с 13, с 15, с 26, с 35, с 16, с 17, с 18, с 41 (остальные = 0);

4) С - время заполнения параметра Сх заголовка;

5) - время заполнения параметра Му тела;

6) Рму - вероятность необходимости заполнения параметра М у тела, причем только для

- 12 22 32 23 24 33 13 15 26 35 16 17 18 41 /

значений р , р , р , р , р , р , р , р , р , р , р , р , р , р (остальных значений не суще-

ствует, для них к{ ■ = 0).

Установим количество значений этих параметров, требуемое для расчетов по всем ТД. Так, ОК МО имеет следующие параметры:

Х=1

Параметры заголовка С:

Сі - Обозначение детали С2 - Наименование детали Сз - Обозначение ОК С4 - Номер цеха С5 - Номер участка Сб - Номер операции С7 - Наименование операции С8 - Материал С9 - Заготовка: профиль и размеры

С10 - Количество одновременно изготавливаемых деталей (КОИД)

С11 - Оборудование С12 - Приспособление С13 - Номер извещения С14 - Разработал С15 - Дата разработки

В табл. 2 данный ТД приведен дважды (с индексами і = 2,] = 4 и і = 3, ] = 3). Таким образом, для і = 2,] = 4 и і = 3,] = 3 количество ті ■ = 15 и к{ ■ = 5, т. е. данный ТД имеет 15 значений параметров С и по 5 значений параметров рМу и ґМу. Всего же для проведения расчета по 23 видам ТД (считая ТД одного вида, входящие в различные ТП, разными видами ТД), приведенным в табл. 2, требуется:

значений с™ - 3 шт.; значений сД ■ - 13 шт.; значений сС Т р - 14 шт.;

1 ] ь ]

значений С - 223 шт.; значений М - 94 шт.; значений рМу - 94 шт.

С целью снижения количества требуемых значений параметров ТД предположим, что

л, ] > і, ]

значения С и їМу времени заполнения поля документа при ручном и автоматизированном

(с помощью ПК) формировании ТД в среднем одинаковы для полей, заполняемых одинаковыми способами. Способы заполнения полей ТД вручную и автоматизированным способом приведены в табл. 3.

Таблица 3

Способы заполнения полей документов вручную и автоматизированным способом

№ Способ заполнения Обозначение Время заполнения

а) заполнение вручную

1 Присвоение порядкового номера без обращения к другим документам Н1 ТН1

2 Присвоение порядкового номера путем обращения к другому документу Н2 ТН2

3 Переписывание значения из документа, находящегося рядом Д1 ТД1

4 Подбор нужного значения из известного множества без обращения к другим документам П1 ТП1

5 Подбор нужного значения из известного множества путем обращения к другому документу П2 ТП2

б Обдумывание (заполнение значения, не существующего ранее) О1 ТО1

Параметры тела М:

М1 - Номер перехода

М2 - Содержание перехода

М3 - Инструмент вспомогательный

М4 - Инструмент режущий

М5 - Инструмент измерительный

Окончание табл. 3

№ Способ заполнения Обозначение Время заполнения

7 Вычисление значения В Тв

8 Черчение (изготовление эскиза) Ч1 ТЧ1

9 Проставление фамилии или даты Ф1 Тф1

б) заполнение автоматизированным способом -с участием пользователя

1 Ручной ввод числового значения Р2 Тр2

2 Обдумывание (заполнение значения, не существующего ранее) и ручной ввод О2 тО2

3 Выбор из списка С Тс

4 Черчение (изготовление эскиза), сохранение файла, указание пути файла в поле документа Ч2 ТЧ2

в) заполнение автоматизированным способом -без участия пользователя (автоматически)

5 Присвоение порядкового номера путем обращения к базе подобных значений Н3 ТН3

6 Присвоение порядкового номера записям, следующим подряд Н4 Тн4

7 Перенос значения из поля другого документа Д2 ТД2

8 Ввод значения в зависимости от значения в другом поле (после его заполнения или выбора) или предопределенного значения (наименования ТД) А Та

9 Проставление фамилии (имени пользователя) или даты (сегодняшней) Ф2 Тф2

Из табл. 3 видно, что в этом случае для проведения расчета по всем видам ТД требуется 9 х 2 = 18 значений т; (9 значений при заполнении вручную и 9 значений при заполнении автоматизированным способом), а не (223 + 94) х 2 = 634 значения, как ранее. Значения разделов а и б табл. 3 представляют собой время выполнения соответствующих действий человеком и могут быть установлены путем опроса экспертов и последующей обработки результатов опроса статистическими методами. Значения раздела в табл. 3 представляют собой время обработки данных компьютером и могут быть измерены соответствующими программными средствами.

Формализация экономии времени при автоматизации разработки ТД и ТП в процессе КТПП

Экономия времени при автоматизации разработки одного ТД есть разность ТД'4 значений общего времени заполнения всех экземпляров ТД вида _/ для ТП вида г вручную УД'’ и авто-

гтД'А

матически У . :

]

у ДЭД _ у Дг:р _ (6)

С учетом (4) можно записать для времени заполнения документа:

Тдар = сД ТДР •

1 і,; і, і1 і,; ;

ті = ІЗ1. (8)

С учетом (5) можно записать время заполнения документа вручную и автоматически как

ТДР = 2 С+сСТР Т р'Ш; (9)

х=1 у=1

] г]

ТДА = I СА+^СТРI рМ ^ > (10)

х=1 у=1

где ТДр > УДА - время заполнения документа вручную и автоматически;

?сх > СА - время заполнения параметра Сх заголовка вручную и автоматически;

М > ?МУА - время заполнения параметра М у тела вручную и автоматически;

рМу - вероятность необходимости заполнения параметра Му.

Кроме этого, с учетом (7) и (8) можно записать (6) как

ТДГ = у1 _ тДТ = сД уДр _ сД УДА = сД (тдр _ тда )=сД у, , (11)

где

уДа = удр _ уДА (12)

есть экономия времени, или разность значений времени заполнения одного экземпляра ТД вида , для ТП вида г вручную и автоматически, и также использовать (11) для нахождения общей экономии времени через единичную.

Аналогично вышеприведенным выражениям, справедливы следующие выражения.

Время разработки одного ТП вручную:

П;

уШР = 'У;да>. (13)

1=1

Время разработки одного ТП автоматически:

уТПА = (14)

1=1 ’7

Экономия времени при автоматизации разработки одного ТП:

уТПД __уТПР у ТПА (15)

Время разработки всех ТП вида г:

У.ТПЕ= с™Т™. (16)

Время разработки всех ТП вида г вручную:

уТПХР _с^ПуТПР (17)

Время разработки всех ТП вида г автоматически:

т^ТПЕА ЛТ^ТПА /1 о\

у = С у г . (18)

Экономия времени при автоматизации разработки всех ТП вида г:

уТПХД _уТПЪР уТПХА (19)

Суммарное время разработки ТД на изделие (на основании (1)):

п

у Е='ГТШ+ ТД'. (20)

г=1

Суммарное время разработки ТД на изделие вручную:

п

У'р ='уТП'Р + уД'Р . (21)

т

і=1

Суммарное время разработки ТД на изделие автоматически:

П

4,1

г_1

Экономия времени при полной автоматизации разработки всей ТД на изделие:

Т т ^р т (23)

Пример расчета экономии времени при автоматизации разработки ТД и ТП с применением полученной методики

Для определения значений количества с™ проанализирована ТД на 3 изделия и подсчитано количество соответствующих ТП. Для определения значений количества сД и с.

проанализирована ТД, входящая в состав от 10 до 20 различных изделий: 20 ТП сборки, 20 ТП ИДП, 20 ТП МО, 20 ведомостей материалов, 20 технологических спецификаций, 20 графиков проектирования и изготовления ТО. Результат определения значений сТП, сД , сС.Р приведен в табл. 4.

Таблица 4

О ТП Д СТР

Значения параметров сі , с, с{.

№ Наименование параметра Обозначение параметра Среднее значение Объем выборки

1-1 Количество ТП сборки ТП с 1 44,00 3

1-2 Количество ТП ИДП ТП с 2 1,67 3

1-3 Количество ТП МО ТП с 3 137,33 3

2-1 Количество ОК ИДП в ТП ИДП 3 Д* с 1,00 20

2-2 Количество ОК МО в ТП ИДП ТІ- Д* с 1,00 20

2-3 Количество ОК МО в ТП МО сД с 33 18,85 20

2-4 Количество ОК СЭР в ТП сборки 3 с 14,70 20

2-5 Количество карт эскизов в ТП сборки с 4 0 20

2-6 Количество карт эскизов в ТП ИДП с 5 1,00 20

2-7 Количество карт эскизов в ТП МО сД с 34 9,65 20

2-8 Количество ОК ТК в ТП сборки с 5 5,45 20

2-9 Количество ОК ТК в ТП ИДП с 6 1,40 20

2-10 Количество ОК ТК в ТП МО сД35 2,25 20

2-11 Количество заказов в ТП сборки с 1^= 9 0,96 20

2-12 Количество заказов в ТП ИДП сД с 27 3,00 20

2-13 Количество заказов в ТП МО сД с 36 0,57 20

3-1 Количество строк в маршрутной карте для ТП сборки СТР с 12 31,70 20

3-2 Количество строк в маршрутной карте для ТП ИДП СТР с 22 14,25 20

3-3 Количество строк в маршрутной карте для ТП МО СТР с 32 74,95 20

3-4 Количество строк в ОК ИДП для ТП ИДП СТР с 23 4,25 20

3-5 Количество строк в ОК МО для ТП ИДП СТР с 24 2,90 20

3-6 Количество строк в ОК МО для ТП МО СТР с 33 5,55 20

3-7 Количество строк в ОК СЭР для ТП сборки СТР с 13 8,55 20

Окончание табл. 4

№ Наименование параметра Обозначение параметра Среднее значение Объем выборки

3-8 Количество строк в ОК ТК для ТП сборки СТР с 15 6,05 20

3-9 Количество строк в ОК ТК для ТП ИДП СТР с 26 3,70 20

3-10 Количество строк в ОК ТК для ТП МО СТР с 35 7,95 20

3-11 Количество строк в комплектовочной карте СТР с 16 13,25 20

3-12 Количество строк в ведомости материалов СТР с 17 21,05 20

3-13 Количество строк в технологической спецификации СТР с 18 13,00 20

3-14 Количество строк в графике проектирования и изготовления ТО СТР с 41 136,40 20

Вероятность р'Му заполнения параметра Му тела документа (і, ]) определена как частота

заполнения соответствующего параметра (отношение количества записей с заполненным параметром Му к общему количеству записей в теле документа (і, _/)). Для определения значений частоты рМ}у заполнения параметра Му проведен подсчет заполненных параметров в

строках соответствующей ТД.

Для определения значений времени т, из разделов а и б табл. 3 был проведен опрос экспертов. В качестве экспертов опрошено 4 технолога - опытных разработчика ТД. Экспертам задан вопрос «Сколько времени занимает у Вас заполнение поля документа данным способом» по каждому способу заполнения документа «вручную» и «автоматически с участием пользователя». Эксперты формулировали ответ или производили замеры времени. Результат опроса экспертов представлен в табл. 5.

Для определения значений времени т, из раздела в табл. 3 была разработана программа, выполняющая замер значений времени автоматического заполнения полей документов. Результат замера времени представлен в табл. 6.

Таблица 5 Результат опроса экспертов

Обозначение Среднее значение, с

ТН1 1,35

ТН2 11,05

ТД1 11,43

тП1 67,98

тП2 243,88

тО1 279,25

ТВ 321,25

ТЧ1 6123,75

ТФ1 7,32

ТР2 5,24

ТО2 241,75

ТС 13,00

Таблица 6 Результат замера времени автоматической обработки данных

Обозначение Среднее значение, мкс

ТН3 52,7

ТН4 36,1

ТД2 9,9

ТА 5,6

Тф2 14,1

6252,75

Расчет времени заполнения ТД приводится для ОК МО для ТП МО. Наименования параметров С и М для ОК МО для ТП МО, способ их заполнения согласно табл. 3, время их заполнения согласно табл. 5 и 6, вероятность их заполнения вручную и автоматически приведены в табл. 7.

Таблица 7

Время и вероятность заполнения параметров ОК МО для ТП МО

Параметр При заполнении вручную При заполнении автоматически

Способ заполнения Время заполнения, с Вероятность заполнения б ин со нен в 1 пС опаз з Время заполнения, мкс Вероятность заполнения

С - Обозначение детали Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С2 - Наименование детали Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С3 - Обозначение ОК Н2 Тн2 = 11,05 1 Н3 ТН3 = 52,7 1

С4 - Номер цеха Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С5 - Номер участка Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С6 - Номер операции Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С7 - Наименование операции Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С8 - Материал Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С9 - Заготовка: профиль и размеры Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

Сю - КОИД П1 тП1 = 67,98 1 Р2 тР2 = 5,24 с 1

Сц - Оборудование Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С12 - Приспособление Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С13 - Номер извещения Д1 тд1 = 11,43 1 д2 Тд2 = 9,9 1

С14 - Разработал Ф1 Тф1 = 7,32 1 Ф2 Тф2 = 14,1 1

Си - Дата разработки Ф1 Тф1 = 7,32 1 Ф2 Тф2 = 14,1 1

М1 - Номер перехода Н1 Тн1 = 1,35 Р33М1 = 0,57 Н4 тн4 = 36,1 1

М2 - Содержание перехода О1 То1 = 279,25 р33М2 = 1,00 О2 тО2 = 241,75 с 1

М3 - Инструмент вспомогательный П2 Тп2 = 243,88 р33м3 = 0,03 С Тс = 13 с 1

М4 - Инструмент режущий П2 Тп2 = 243,88 Р33м4 = 0,50 С Тс = 13 с 1

М5 - Инструмент измерительный П2 Тп2 = 243,88 р33м5 = 0,89 С Тс = 13 с 1

Согласно (9), время ручного заполнения одной ОК МО для ТП МО:

15 5

ТД3Р =£4ЗР + С ГрМ3$Р = (24)

х=1 у =1

= ТД1 + ТД1 + ТН2 + ТД1 + ТД1 + ТД1 + ТД1 + ТД1 + ТД1 + ТП1 + ТД1 + ТД1 + ТД1 + ТФ1 + ТФ1 +

+ сСТ 33 х (Р33М1 х ТН1 + р33М2 х ТО1 + Р 3М3 х ТП2+ р33М4 х ТП2+ р33М5 х ТП2) =

= 3695,5 с = 1 ч 1 мин 35,5 с.

Согласно (10), время автоматизированного заполнения одной ОК МО для ТП МО:

15 5

ТД3А =ЕГ + <ТР ЕрМУС = (25)

х=1 у=1

= ТД2 + ТД2 +ТН3 + ТД2 + ТД2 + ТД2 + ТД2 + ТД2 + ТД2 + ТР2 + ТД2 + ТД2 + ТД2 + ТФ2 + ТФ2 +

+ сС 33 х (р33М1 х ТН4 + р М2 х ТО2 + р33М3 х ТС+ р33М4 х ТС + р М5 х ТС) =

= 1 449,4 с + 304 мкс ~ 24 мин 9,4 с.

Согласно (7), общее время ручного заполнения всех ОК МО для ТП МО:

ТДЕр = с3Д3Т3Др = 18,85 х 3 695,5 с = 69 660,2 с = 19 ч 21 мин 0,2 с. (26)

Согласно (8), общее время автоматизированного заполнения всех ОК МО ТП МО:

Т3ДЕА = с3Д3Т3ДА = 18,85 х 1 449,4 с = 27 321,2 с = 7 ч 35 мин 21,2 с. (27)

Согласно (12), экономия вр емени для одной ОК МО для ТП МО:

ТДз = ТДр - ТДА = 3 695,5 с - 1 449,4 с = 2 246,1 с = 37 мин 26,1 с. (28)

Согласно (6), экономия времени для всех ОК МО для ТП МО:

ТдЕл = ТД* - Т3дЕа = 69 660,2 с - 27 321,2 с = 42 339,0 с = 11 ч 45 мин 39,0 с. (29)

Аналогично (24)-(29) найдено время заполнения, а также экономия времени при автоматизации для всех ТД, приведенных в табл. 2. В соответствии с (13)—(23) найдены время заполнения и экономия времени при автоматизации для всех ТП. Для нахождения значений искомых данных использована экспертная система поддержки принятия решений (ЭСППР), описание моделирования и разработки которой приведено в [5]. Полученные данные приведены в табл. 8, 9 и проиллюстрированы рис. 1—5.

Таблица 8

Время заполнения ТП. Экономия времени при автоматизации заполнения ТП

Время заполнения Экономия вре-

№ Наименование ТП Индекс ТП Количество данного ТП Одного ТП Всех ТП мени при заполнении

на изделие вруч- ную автома- тически вруч- ную автома- тически одного ТП всех ТП

ТП Ч' Т тпр Т ТПА Т тпер Т тиеа Т тпл Т ТПЕД

1 ТП сборки і = 1 сТП1 = 44,00 37 ч 50 мин 16 ч 38 мин 1664 ч 56 мин 731 ч 34 мин 21 ч 13 мин 933 ч 22 мин

2 ТП ИДП і = 2 сТП2 = 1,67 7 ч 43 мин 4 ч 44 мин 12 ч 52 мин 7 ч 53 мин 2 ч 59 мин 4 ч 59 мин

3 ТП МО і = 3 сТП3 = 137,33 52 ч 07 мин 32 ч 41 мин 7 157 ч 23 мин 4 488 ч 47 мин 19 ч 29 мин 2 668 ч 36 мин

Таблица 9

Время разработки ТД на изделие.

Экономия времени при его автоматизации

Время заполнения Экономия времени

вручную автоматически при автоматизации

Т ер Т еа Т ел

8 871 ч 29 мин 5 254 ч 57 мин 3 616 ч 32 мин

ГО го -р- СП 00 о ю

о о о о о о о

о о о о о о о

о о о о о о о

о о о о о о о о

Тит/льный лист для ТП сборки Титульный лист для ТП ИДП Тит/лы-ый Л1ст для ТП МО

Марш рутная карпа дл я Т П сб Марш рутная карта для ТП

Мар ш рутная карта для ТП МО

О К ИДП для ТП ОКМО дляТП ОКМО дляТ

ИДО ИДП П МО

О К С ЭР для ТП сборки

Карта эскизов для ТП сб

орки

Карта эскизов для ТП ИДП

Н&рта эскизов для ТП ОКТКдляТП сб ОКТК для ТП

ОКТКдля ТП МО

Комплектовочная кв Ведомость материа Технологмческая специф hí Заказ на изготю вление ТО дл Ззказ на изпото вление ТО дл

5аказ на изготовление ТО для ТП МО

График проектирован

орки

ИДП

■г3

МО

орки

ИДП

рта лов афя я ТП я ТП

ия и

40000

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0

"V

п 1 П п

НП 11 ПП —

Г

Сг

У

о*

У

■V

,6*

□ Вручную ■ Автоматически

□ Экономия

Рис. 2. Время заполнения всех ТД для ТП сборки, с

Рис. 3. Время заполнения всех ТД для ТП ИДП, с

Рис. 4. Время заполнения всех ТД для ТП МО, с

Рис. 5. Время разработки всех ТП и графика проектирования и разработки ТО, с

Выводы

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы.

1. Из сравнения полученных значений экономии времени при автоматизации заполнения ТД, представленных на рис. 1, следует, что если рассматривать каждый ТД отдельно (вне рамок ТП), то их необходимо автоматизировать в следующем порядке: 1) ОК МО для ТП МО; 2) ОК СЭР для ТП сборки; 3) график проектирования и изготовления ТО; 4) маршрутная карта для ТП МО, и т. д. (в порядке убывания параметра «Экономия»).

2. Из сравнения полученных значений экономии времени при автоматизации заполнения ТП, представленных на рис. 5, следует, что если рассматривать ТД в составе ТП, то ТП необходимо автоматизировать в порядке: 1) ТП МО; 2) ТП сборки; 3) График проектирования и изготовления ТО; 4) ТП ИДП.

3. Когда порядок автоматизации ТП установлен, то в рамках каждого ТП устанавливать очередность автоматизации ТД следует в соответствии с данными рис. 2-4 (предполагаемая очередность представлена в табл. 10).

Таблица 10

Очередность автоматизации ТД в отдельных ТП

№ В ТП МО В ТП сборки В ТП ИДП

1 ОК МО ОК СЭР Маршрутная карта

2 Маршрутная карта Маршрутная карта ОК ИДП

3 ОК ТК Ведомость материалов ОК МО

4 Заказ на изготовление ТО ОК ТК Заказ на изготовление ТО

5 Титульный лист Комплектовочная карта ОК ТК

6 Карта эскизов Т ехнологическая спецификация Титульный лист

7 Заказ на изготовление ТО Карта эскизов

8 Титульный лист

Список литературы

1. Андриченко А., Щербаков Н. Справочные данные и знания в управлении производством // САПР и графика. 2009. № 7. С. 58.

2. Борозденков Н. В. Плюсы и минусы комплексного подхода к автоматизации производства // Автоматизация в промышленности. 2005. № 3. С. 41.

3. Колчин А. Ф., Овсянников М. В., Стрекалов А. Ф., Сумароков С. В. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002. 304 с.

4. Кочан И. T-Flex DOCs 2010 - выгодное решение для комплексной автоматизации // САПР и графика. 2009. № 9. С. 39.

5. Бобов А. В. Моделирование и реализация экспертной системы поддержки принятия решений по определению очередности автоматизации этапов конструкторско-технологической подготовки производства // Вестн. Сарат. гос. техн. ун-та. 2011. № 1 (в печати).

Материал поступил в редколлегию 01.10.2010

A. V. Bobov

METHODS AND RESULTS OF TIME ACCOUNT,

NECESSARY FOR THE MANUAL AND AUTOMATED DEVELOPMENT VARIOUS KINDS OF THE TECHNOLOGICAL DOCUMENTS

In clause the urgency of definition of sequence of automation of stages of design-technological preparation of manufacture (DTPM) is shown. The methods of formalization DTPM is given. Is shown, what sizes render influence on time, which necessary for development for the documentation. Are determined and are given the numerical meanings of these sizes. On the basis of the received data is given the account of the time, which necessary for development of separate kinds of the technological documents by manual and automated methods. The recommended sequence of automation of stages is given.

Keywords: design-technological preparation of manufacture, automation on stages, economy of time.