Применение основных принципов логистики для оптимизации технологического процесса литья под давлением деталей технического назначения

Необходимо помнить, что независимо от направленности технической оснащенности переработки груза обработка информационных потоков должна быть автоматизированной. Тем более что современные логистические системы должны иметь единую информационную систему для всех ее участников.

Задача разработки системы складирования

Следующим шагом при разработке системы складирования является определение задачи, на решение которой и направлена данная разработка, а именно:

-строительство нового склада;

-расширение или реконструкция действующего склада;

-дооснащение или переоснащение действующего склада;

-рационализация технологических решений на действующих складах.

Эти принципиальные отличия порождают различные подходы к разработке системы складирования. В первых двух случаях система складирования подчинена задаче выбора параметров складского здания и установления конструктивных его особенностей, обеспечивающих проведение оптимальных технологических процессов. В этих случаях отправной точкой при создании системы складирования должна стать подсистема «складируемая грузовая единица», а заключительной подсистемой будет «Здание», поскольку именно определение параметров склада и должно стать результатом всей разработки.

При разработке системы для действующих складов она должна быть ориентирована на уже существующее здание и его параметры. Поэтому под-система «Здание» будет определяющей для всех остальных подсистем.

Определение элементов складских подсистем «Здание»

Склады различаются по виду складских зданий (по конструкции): открытые площадки, полузакрытые (навес) и закрытые. Закрытые являются основным типом складских сооружений, представляя собой обособленное здание со складскими помещениями.

Само здание может быть многоэтажным и одноэтажным, при этом последние в зависимости от высоты делятся на обычные (высотой, как правило, 6 м), высотные (высотой свыше 6м) и смешанные с высотной зоной хранения (высота зоны хранения выше остальных рабочих зон). Приоритетным направлением является строительство одноэтажных складов. Одна из основных целей разработки системы - добиться максимального использования площадей и объемов склада. Поэтому в подсистеме «Здание» учитывают те особенности склада, которые непосредственно влияют на его вместимость по трем направлениям в пространстве: по ширине, длине, высоте.

Высота складских помещений в складах старой постройки колеблется от 4,5 до 5,6 м, отечественные типовые склады, как правило, имеют высоту 6 м (механизированные) и 12 м (автоматизированные склады). За рубежом эта высота достигает 18 м и выше. В современном складском хозяйстве предпочтение отдается одноэтажным складам, а с учетом удорожания стоимости земельных участков и достижений в области складской техники - складам с высотной зоной хранения. Общие затраты на высотный склад меньше в несколько раз, чем затраты на склад с тем же объемом, но с более низкой высотой, что видно из сравнения капитальных и эксплуатационных затрат, приведенных (табл.1).

На практике различают следующие основные «типоразмеры» складов: 600; 800; 1000; 1250; 2500; 5000; 7500; 10000; 25000 м2. При этом, чем больше площадь складского помещения, тем легче и рациональнее может быть размещено технологическое оборудование под хранение груза и использованы технические средства, а значит, имеются возможности для повышения уровня механизации.

Таблица 8 - Сравнение капитальных и эксплуатационных затрат.

Для улучшения условий эксплуатации современных высокопроизводительных подъемно-транспортных машин и механизмов необходимо стремиться к единому пространству склада без перегородок и с максимально возможной сеткой колонн (или пролетов склада). Наилучшим вариантом с этой точки зрения является однопролетный склад (например, шириной 24 м). Стандартные размеры сетки колонн: 6х6; 6х12; 12х12; 12х18; 18х18; 18х24.

Эффективность использования складского объема во многом зависит также и от высоты складирования груза, которая должна максимально приближаться к высоте склада.

Складская грузовая единица

Оптимальная система складирования предопределяет рациональность технологического процесса на складе. Основным условием здесь является минимальное количество операций по переработке груза. Именно поэтому огромное значение придается определению оптимального вида и размеров товароносителя, на котором формируется складская грузовая единица. Такими товароносителями могут стать: стоечные, сетчатые, ящичные, плоские поддоны и полуподдоны, а также кассеты, ящики для мелких грузов, контейнеры и т.д.

Складской товароноситель увязывает между собой номенклатуру перерабатываемого груза, внешние и внутренние материальные потоки и все элементы системы. На выбор товароносителя влияют:

-вид и размеры упаковки и транспортной тары;

-система комплектации заказа;

-оборачиваемость товара;

-применяемое технологическое оборудование для складирования груза;

-особенности подъемно-транспортных машин и механизмов, обслуживающих склад.

Основной критерий правильности выбора товароносителя - отсутствие возврата складской грузовой единицы из зоны комплектации в зону хранения при формировании заказа покупателя.

Виды складирования

Вид складирования предполагает выбор технологического оборудования, на котором складируется груз, и форму размещения его в пространстве складского помещения. На выбор оказывают влияние: складская площадь, высота склада, используемый товароноситель, объемы партий поставки, особенности комиссионирования груза, свободный доступ к товару, условия хранения товара, широта ассортимента товара, простота обслуживания и капитальные затраты.

Размещение технологического оборудования должно обеспечивать максимальное использование площади и высоты склада. Выделяются следующие основные виды складирования:

-складирование в штабеле блоками;

-складирование в полочных стеллажах до 6м;

-складирование в полочных высотных стеллажах;

-складирование в проходных (въездных) стеллажах;

-складирование в передвижных стеллажах;

-складирование в элеваторных стеллажах и т.д.

В качестве преимуществ различных видов складирования рассматриваются:

-высокая степень используемой площади и объема;

-свободный доступ к товару;

-обеспечение контроля структурных изменений запасов;

-возможность высотного складирования;

-легкость обслуживания;

-возможность автоматизированного управления;

-выполнение принципа ФИФО (груз «первым пришел - первым ушел»);

-низкие капиталовложения и строительные затраты;

-низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание.

На современных складах чаще всего используют комбинации различных видов складирования, в особенности на складах оптовой торговли распределительной логистики. Объясняется это разнообразием хранимой продукции со своими специфическими особенностями.

Оборудование по обслуживанию склада

Для обслуживания складов используют различные виды подъемно-транспортных машин и механизмов. Выбор их тесно связан с уже перечисленными подсистемами и зависит от характеристик самих технических средств и общей направленности технической оснащенности склада. При этом высокий уровень механизации и автоматизации складских работ, а значит, использование высокопроизводительных технических средств целесообразны на крупных складах с большой складской площадью и устойчивым однородным материальным потоком. На складах, задействованных на снабжении различных розничных предприятий, могут использоваться и средства малой механизации, в особенности при комплектации заказа. Наиболее распространены на механизированных такие виды подъемно-транспортных средств, как электропогрузчики и электроштабелеры, а на автоматизированных складах - межстеллажные краны-штабелеры.

Комиссионирование, или система комплектации

В процессе переработки груза процесс комплектации проходит три этапа: 1) отборка товара по заказам покупателя; 2) комплектация полного заказа покупателя в соответствии с его заявкой; 3) комплектация партий отправки покупателям для централизованной или децентрализованной доставки.

Система комиссионирования определяется независимо от того, где будет осуществляться отбор товара - с мест хранения (в зоне основного складирования) или в зоне комплектации. Существует несколько схем системы комиссионирования, которые включают различное сочетание следующих позиций:

- исходное положение груза по отношению к отборщику (статическое и динамическое) при подготовке материала;

- перемещение груза в пространстве при отборе (одномерное, двухмерное);

- выполнение отбора груза (с помощью и без помощи технических средств);

- степень комплектации заказа (централизованная - отбор груза одновременно для нескольких клиентов и децентрализованная - для одного клиента).

Управление перемещением груза определяется возможностями технологического и обслуживающего оборудования:

-в автономном ручном режиме;

-в автоматическом местном режиме управления (из кабины) с помощью пульта управления;

-в автоматическом дистанционном режиме управления с помощью пульта, расположенного вне стеллажного прохода;

-с использованием режима «онлайн» (автоматический режим управления от ЭВМ).

Обработка информации

Логистический процесс на современных складах, и в первую очередь автоматизированных складах, предполагает наличие систем управления ин-формационными потоками, которые осуществляют:

- управление приемом и отправкой грузов;

- управление запасами на складе;

- обработку поступающей документации;

- подготовку сопроводительных документов при отправке грузов и т.д.

В зависимости от уровня организации программно-технических средств выделяют:

- обработку информации вручную;

- обработку информации в пакетном режиме (имеется в виду подготовка данных о поступающих и отгруженных грузах, которые периодически вводятся в ЭВМ, обрабатываются вручную или автоматически; в этом случае речь идет об использовании машинного времени, а вычислительная техника может не являться «собственностью» склада).

- обработку информации в режиме реального времени. В этом случае информация вводится в ЭВМ одновременно с движением грузов, или, точнее, в момент их перехода через контрольные пункты. Для ввода и обработки информации используются развитая терминальная сеть и определенная вычислительная мощность ЭВМ. В зависимости от конкретных условий это может быть отдельная машина, общая для нескольких складов, или машина, управляющая всем производством (системы управления информацией в пакетном режиме и в режиме реального времени не зависят от технических характеристик грузов и технологии их обработки на складе. Они могут применяться как на складах с ручным обслуживанием, так и на складах с высоким уровнем механизации);

непосредственное управление от компьютера. На практике это предполагает интегрированное управление материальными и сопутствующими им информационными потоками в режиме реального времени.

Следующая фаза разработки системы складирования предполагает возможные комбинации элементов всех перечисленных подсистем складирования в конкурентные варианты. Альтернативный выбор оптимального варианта системы складирования осуществляется после технико-экономической оценки каждого из них. В качестве критериев оценки могут быть применены: 1) показатель эффективности использования складской площади и объема; 2) показатель общих затрат на 1 т товара, связанных с оснащенностью склада по данному варианту. Показатель эффективности использования складской площади и объема показывает, насколько эффективно используется складское пространство при установке конкретных видов оборудования, а экономический показатель дает возможность оценить затраты, связанные с их приобретением и эксплуатацией.

Коэффициент полезно используемой площади К_s равен отношению площади, занятой под складирование (под технологическое оборудование), - S_гр, к общей площади склада - S_ос;



Аналогично определяют коэффициент полезно используемого объема К_V:

где: V_ос - общий складской объем, м3;

V_гр - складской объем, занимаемый оборудованием, на котором хранится груз, м3;

h_ос - высота складского помещения, м3;

h_скл - используемая высота складского помещения под хранение груза, м.

Экономическим критерием при оценке вариантов систем складирования может быть показатель общих затрат (в рублях на 1 т товара), рассчитанный как сумма единовременных и текущих затрат:

где: Э - текущие затраты, руб./т;

К - единовременные затраты, руб./т;

0,29 - коэффициент эффективности капитальных вложений.

Текущие затраты (издержки производства и обращения в рублях на 1 т товара) исчисляются по формуле:



где: А - затраты, связанные с амортизацией, эксплуатацией и ремонтом оборудования склада, руб.;

n - оборачиваемость товара (365 дней : t₃); здесь t₃ - средняя продолжительность срока хранения товара на складе, т.е. товарный запас в днях;

Q - вес товара, размещенного на оборудовании склада, т.

Единовременные затраты (в рублях на 1 т товара) определяются следующим образом:

где: С_Т - стоимость оборудования, размещенного на данном складе.

При альтернативном выборе системы складирования на основе применяемого при этом оборудовании оптимальным является вариант с максимальным значением показателя эффективности использования складского объема при минимальных затратах. Осуществляя выбор систем складирования на практике, необходимо помнить, что в одном складском помещении возможно сочетание различных вариантов в зависимости от перерабатываемого груза.

2. Логистический анализ технологического процесса изготовления деталей литьем под давлением

2.1 Выбор полуфабрикатов

Для литья под давлением, литьевого прессования и прессования полиэтилена 277-75 и полипропилена 21100 полуфабрикатами могут быть - гранулят, таблетированный материал и порошок.

Наиболее удобны в переработке литьем под давлением гранулированные материалы - монодисперсные сыпучие зернистые продукты, состоящие из однородных по размеру и форме частиц. Размер гранул в любом направлении колеблется в пределах 2-5 мм.

Гранулированные материалы по сравнению с порошкообразными сыпучими продуктами обладают насыпной максимальной плотностью, хорошей сыпучестью, минимальной удельной поверхностью, что снижает поглощение влаги и летучих веществ из окружающей среды.

Кроме того, грануляцию иногда совмещают с пластикацией, стабилизацией к окрашиванием - чем повышается производительность на стадии загрузки бункера литьевой машины. При загрузке гранулированного материала в литьевую машину повышается стабильность питания, увеличивается производительность машины и повышается качество формуемых деталей.

Наиболее удобным полуфабрикатом для прессования является таблетка. Иногда применяют таблетки, по конфигурации близкие будущему изделию. Переработка таблетированных пресс-материалов имеет ряд преимуществ: объемная или весовая дозировка заменена более простой - штучной, в связи с уплотнением материала и уменьшением воздушных включений повышается теплопроводность, что в свою очередь, улучшает условия предварительного подогрева, становится возможным высокотемпературный предварительный подогрев токами высокой частоты, сокращаются размеры загрузочных камер пресс-форм, уменьшается пылеобразование.

Иногда для формования деталей литьем под давлением и прессованием применяют порошки. Порошками называют сыпучие материалы с частицами неправильной формы и размером до 2мм. Материал перерабатывается в порошкообразном виде в том случае, если процесс дополнительного гранулирования или таблетирования приводит к ухудшению их свойств, например, к деструкции полимера.

На основании выше сказанного, для литья под давлением был выбран гранулированный материал.

2.2 Технологический процесс изготовления деталей технического назначения методом литья под давлением

Технологический процесс рассмотрим на примере изготовления детали технического назначения, декоративной шайбы:

Рисунок 4 - шайба декоративная служит для украшения создания интерьера и улучшает внешний вид других изделий.

Условия эксплуатации шайбы декоративной:

Рабочая температура -10°С до +40°С

Условия эксплуатации: нормальные (воздушные)

Воздействие изгибающего напряжения уизг. = 5МПа

Технические требования к шайбе декоративной:

Теплостойкость до 40°С ± 2°С и морозостойкость до -10°С±2°С

Изгибающее напряжение 5Мпа

Ресурс изделия не менее 5 лет

Рассмотрение технологического процесса необходимо начать с рассмотрения вариантов схем технологических процессов, изготовления изделий.

2.2.1 Вариант технологического процесса

Возможные варианты технологических процессов для изготовления изделий приведены в таблице 9.

Таблица 9 - Варианты схем технологических процессов изготовления изделий.

№	Вид технологического процесса по способу формования	Перечень основных операций
		Предварительный	Основной	Заключительный
1.	Литье под давлением	1. визуальный контроль сырья 2. определение влаги 3. определение показателя текучести расплава 4. транспортирование контейнеров с сырьем в цеховой склад 6. растаривание и хранение сырья	1. формование детали 1.1. верхней части бачка 1.2. нижней части бачка 1.3. пробки 1.4. шайбы 1.5. колпака 3. контроль формы и размеров деталей 4. транспортирование изделий в цеховой склад 5. транспортирование половинок бочка к сварочной установке 6. сварка половинок бочка	1. транспортирование бочка к испытательному стенду 2. контроль герметичности и прочности сварного шва бочка 3. переработка отходов 4. транспортировка деталей на склад

2.2.2 Технологическое обеспечения точности изготовления и чистоты поверхности изделий

Литье под давлением термопластов является основным способом переработки термопластичных материалов в изделия. Он позволяет изготавливать высококачественные изделия с высокой степенью точности из самых различных материалов.

Литьевые формы являются неотъемлемой частью литьевой машины. Характерные признаки таких форм - наличие литниковой системы и отсутствие загрузочной камеры. Эти формы отличаются большим разнообразием конструктивных решений, обеспечивают высокую степень автоматизации процесса и хорошее качество изделий, не требующих или почти не требующих дополнительной обработки.

Для обеспечения заданной точности и качества поверхности деталей, например, формование верхней и нижней части бачка, ведется на разных моделях литьевых машин Аllrounder 400-140-270 CMD для верхней части и Engel 200/40 для нижней. Точность деталей зависит от колебаний расчетной усадки материала, конфигурации и габаритных размеров детали, способа подготовки сырья, точности и конструкции формы, величины технологических уклонов и технологических режимов. Основным фактором является колебание усадки. Из-за высоких значений усадки 1-2,5% при формовании бачка его детали имеют 17 квалитет точности.

По эксплуатационным требованиям к изделиям (бачку, пробке, шайбе, колпаку) не требуется более высокой точности. Чистота поверхностей деталей относится к 6-7 классу чистоты (Rz = 0.63 мкм) и обеспечивается за счет правильности подготовки сырья, чистоты поверхности форм, а также принятых параметров литья.

Основным фактором является шероховатость формующих элементов форм.

2.2.3 Маршрутная карта

Таблица 10 - Перечень технологических операций с описанием оборудования и приспособлений.

№	Наименование и содержание операций	Оборудование (наименование, марка, тип)	Приспособления и инструменты (Наименование, марка, тип)
1.	Визуальный контроль сырья		Докаментация
2.	Определение влаги	Весы аналитические маркиВЛА-200-М, установки с лампами инфракрасного излучения	Темные защитные очки, ножи, чашки петри, секундомер
3	Определение показателя текучести расплава	Приборы ИИРТ, весы аналитические марки ВЛА-200М	Термометры с точностью 0,5°С
4.	Транспортирование контейнеров с сырьем в цеховой склад	Электрокары марки КЭ 100-511
5.	Растаривание и хранение сырья	Контейнерные пневмотранспорты марки КПТ-22, Автоматические контейнеры	Ножи
6.	Сушка сырья	Сушильные бункера марки «1,5»
7	Формование деталей	Литьевые машины марки	Литьевые формы
7.1	верхней части бачка	-Аllrounder 400-140-270 CMD
7.2	нижней части бачка	-Engel 200/40
7.3	Пробки	- Аllrounder 400-140-270 CMD
7.4	Шайбы	- Аllrounder 400-140-270 CMD
7.5	Колпака	- Engel 200/40
8.	Контроль формы и размеров	Визуальный контроль, дифференциально-
	Деталей	трансформаторный преобразователь
9	Транспортирование изделий в цеховой склад	Электрокары марки КЭ 100-511	Картонные коробки
10.	Транспортирование половинок бачка к сварочной установке	Электрокары марки КЭ 100-511, лифт, картонные коробки
Продолжение таблицы 11
11.	Сварка половинок бачка	Установка для сварки нагретым инструментом	Формы для фиксации деталей, сварочные инструменты
12.	Транспортирование бачка к испытательному «стенду»	Электрокары марки КЭ 100-511
13.	Контроль герметичности и прочности сварного шва	Испытательный стенд
14.	Переработка отходов	Роторный измельчитель марки ИПР-ЗООМ, двухчервячный гранулятор марки ZSK83/1100, вибрационный контейнер марки КВ2ТГ-200-У	Тележка ручная
15.	Транспортирование деталей на склад	Электрокары марки КЭ 100-511, лифт, картонные коробки

2.2.4 Описание технологических операций

1) Визуальный контроль сырья.

Проверка документации, технического паспорта сырья. Произвести осмотр маркировки мешков, осмотр упаковки, подтверждения отсутствия нарушения упаковки (мешки должны быть герметично закрыты, без прорывов), попадания грязи, влаги и других примесей в полуфабрикат. Партия ПП и ПЭ одной марки и одного сорта, массой не менее 1.0 т сопровождается одним документом о качестве. Мешки находятся в контейнерах, в одном контейнере 0,5 тонн. При достижении положительных результатов контроля разрешается произвести дальнейший учет прибывшего сырья взвешиванием на автомобильных стационарных весах марки 500 2РС-5Ц13АС. При положительном результате контроля: совпадении сопроводительной документации к сырью с требованиями предъявителя - заказчика разрешить его транспортировать на предприятие, уложив в контейнеры.

2) Определение влаги ускоренным методом при облучении инфракрасными лучами.

При работе следует пользоваться темными защитными очками. Взвесить чистую и сухую чашку Петри или фарфоровую чашку на аналитических весах. Поместить навеску 5-10 грамм измельченного вещества в чашку Петри, которую установить в установке на экране из белой жести в центре светового круга лампы на расстоянии от лампы 5-10 см. Продолжительность сушки 3-10 мин. Затем чашку охладить и взвесить. Все операции повторить до достижения постоянной массы пробы. Содержание влаги в процентах (X) вычислить по формуле:

Х=[(а-а₁)/а]· 100

где: а - масса навески вещества a₁ - масса вещества после сушки.

3) Определение показателя текучести расплава материала.

Отвесить на аналитических весах навеску материала с точностью 0,001 г: ПП - 4 - 5 г, ПЭ - 6г. Определение ПТР ведут в экструзионном пластометре, являющемся частью прибора типа ИИРТ (капиллярный вискозиметр). Прибор ИИРТ состоит из: опорной плиты, секундомера, держателя, экструзионного пластометра, поршня, гири, штурвала, винта для подъема и опускания поршня, колонны, бесконтактного регулятора температуры, стабилизатора, зеркального отражателя, зеркала. Перед началом испытания экструзионную камеру и поршень выдерживают в течение 15 минут при температуре испытания: ПП - 230 ± 0,5°С, ПЭНД- 190 ± 0,5°С После этого загружают экструзионную камеру навеску испытываемого материала и уплотняют ее. Вставляют в камеру поршень. Помещают на втулку добавочный груз, после чего материал выдавливается через капилляр. Как только нижняя кольцевая метка штока поршня опустится до верхней кромки экструзионной камеры, весь выдавленный материал срезают и отбрасывают. Одновременно начинают измерение скорости течения расплава до тех пор, пока верхняя метка штока не опустится до верхней кромки экструзионной камеры. Для измерения скорости течения расплава срезать выдавливаемые прутки материала через промежутки времени: ПП - 60сек, ПЭНД - ЗОсек. Прутки, содержащие пузырьки воздуха, отбрасываются, число годных прутков должно быть не менее трех. Полученные прутки взвешивают каждый в отдельности с точностью до 0,001г. Масса прутка определяется как среднее арифметическое результатов взвешивания всех прутков. Показатель текучести расплава в г/10мин вычислить по формуле:

ПTP = (600-m_x)/t

где: mx - масса прутка;

t - промежуток времени между последовательными срезаниями прутков, сек.

4) Транспортирование контейнеров с сырьем в цеховой склад.

Контейнеры, расположенные на площадке хранения в центральном складе (в каждом контейнере по 25 мешков весом 20 ± 0,3кг или 20 мешков весом по 25 ± 0,3кг), перевезти электрокарами марки КЭ 100-511 в цеховой склад.

5) Растаривание и хранение сырья.

Поступившее сырье из центрального склада растаривается на растарочной установке мешков и сжатым воздухом передавливается в емкости для хранения сырья. Отключение контейнерных пневмотранспортов происходит автоматически при достижении заданного уровня сырья в складских емкостях. Сырье хранить на складах автоматических., представляющих собой систему емкостей. Температура в складских емкостях 22 ± 5°С, влажность 60%.

6) Сушка сырья.

Сушка производится в сушильных бункерах марки «1,5» (для каждой литьевой машины свой бункер). Температура сушки ПП - 80-100°С, ПЭ - 70 - 90°С. Производительность каждого сушильного бункера «1,5» 10-15 кг/г.

7) Формование деталей.

Изготовление деталей происходит при непрерывной, одновременной работе литьевых машин Engel 200/40 и Аllrounder 400-140-270 CMD. Литьевые машины работают в автоматическом режиме.

8) Транспортирование изделий к испытательному стенду.

Две тары марки Т-3,2 с изделиями в количестве 200 штук в каждой, транспортировать на двух электрокарах марки КЭ 100-511 к испытательному стенду исключая попадания прямых солнечных лучей.

9) Контроль формы и размеров деталей.

Контроль формы и размеров деталей осуществляется визуально по эталонным образцам и с помощью дифференциально-трансформаторного преобразователя. При отрицательном результате контроля подается сигнал на остановку литьевых машин и на пульт управления и контроля.

10) Переработка отходов.

Литники и изделия не прошедшие испытания загружают в роторный измельчитель марки ИПР-300М, двухчервячного гранулятора марки ZSK83/1100 и вибрационного конвейера марки КВ2ТГ-200-У. После пополнения тележки гранулами, меняют наполненную, на пустую. Наполненную гранулами тележку отвести на склад.

11) Транспортировка деталей на склад

Проверенные изделия погружаются в специальные контейнеры и грузятся на электрокарами марки КЭ 100-511затем перевезти на склад.

2.2.5 Описание конструкции разработанной технологической оснастки

Литьевая форма состоит из двух основных блоков: подвижного и неподвижного, которые крепятся на соответствующих плитах термопластавтомата.

Неподвижный блок состоит из плиты матрицы (8), направляющихся колонок (20, 23), подвижных знаков (9,12,13) и литниковой втулки (24).

Подвижный блок состоит из плиты пуансона (10), направляющихся втулок (19) и фланца (1).

Подвижный и неподвижный блоки центруются относительно сопла литьевой машины при помощи фланца (6).

Выталкивающая система состоит из рамы выталкивателя, направляющих колонок и гидроцилиндра системы выталкивания.

2.3 Технико-экономические показатели базового техпроцесса

Трудоемкость

Трудоемкость (Т) - показатель, характеризующий нормативые затраты рабочего времени на изготовление единицы продукции, измеряется в нормо- часах.

Трудоемкость может быть нормативной, фактической и плановой. Для оценки экономческой эффективности проекта ТП необходим расчет нормативной трудоемкости, т.е. времени выполнения всех ТО при выполнения одного изделия (Т_и). Это можно рассчитать по формуле:

где: m - число ТО в составе ТП. t_шк - штучно калькуляционное время выполнения ТО

Данные трудоемкости приведены в таблице 11.

Т_и = Т_шк1+ Т_шк2 + Т_шк3 + Т_шк4 + Т_шк5 + Т_шк6 + Т_шк7 + Т_шк8 + Т_шк9 + Т_шк10

Таблица 11 - Расчет трудоемкости и времени выполнения всех ТО

№	Перечень ТО	Время ТО (с)	Трудоемкость (н.-ч)
1	визуальный контроль сырья	5.4	0.0015
2	определение влаги	7.2	0.002
3	определение показателя текучести расплава	9.3	0.002
4	Транспортирование контейнеров с сырьем в цеховой склад	4.5	0.001
5	растаривание и хранение сырья	13.5	0.0037
6	сушка сырья	10.8	0.003
7	Формование детали	0.25	0.00007
8	контроль формы и размеров деталей	2.7	0.0007
9	переработка отходов	7.5	0.002
10	транспортировка деталей на склад	9.3	0.002
	Итого:	70.45	0.018

Технологическая себестоимость.

Технологическая себестоимость (С_т) - денежное выражение всех затрат (материальных, трудовых, эксплуатауионно - технических, амортизационных), необходимых для непосредственной реализации ТП при изготовлении единицы продукции, измеряется в руб/шт.

Формула для расчета С_т :

С_т = М + З + Э_о + И

где: М - суммарные материальные затраты, З - заработная плата основных производственных рабочих, Э_о - затраты на эксплуатацию и обслуживания оборудования, И - затраты на оснастку.

Объектом, изготавливаемом на разработанном ТП является шайба декоративная массой 0,004 кг. (материал ПЭ 277-75). Базовый объем выпуска составляет 841225 шт/год.

Время цикла t_ц - время изготовления одной запрессовки, т.е. 8 шт. пробок, ч.

t_ц = 0,024 ч.

Число рабочих смен S (одна смена 7 часов рабочего времени):

S = 2

Расчитаем количество продукции, изготавливаемой в год на проектированном оборудовании:

N_в = (Ф_до/t_ц) · 8

где: Ф_до - действительный годовой фонд рабочего времени единицы оборудования

Ф_до=Ф_нч · (1 -к/100) · S

где S - число смен, к - коэффициент простоя оборудования ( 5 % )

Ф_нч = Ф_нд- n

где: Ф_нч - номинальный годовой фонд рабочего времени, час;

n - продолжительность рабочей смены, час n = 7 час:

Ф_нд - номинальный годовой фонд рабочего времени, день;

Ф_нд = 253 дня Ф_нч = 253 · 7 = 1771 час

Ф_др = Ф_нч * (1-С/100)

где: С - коэффициент, учитывающий потерю времени из-за невыхода на работу (12%)

Ф_др = 1771 * ( 1 - 0,12/100 ) = 1558,48

Ф_до = 1771 * ( 1 - 0,05/100 ) * 2 = 3364,9

N_в= ( 3364,9 / 0,024 ) * 8 = 140204 * 8 = 1121632 шт/год

Данный результат соответствует необходимому объему выпуска на 1 литьевой машине 1000000 шт/год.

Материальные затраты -

- включают рысходы денежных средств на основные полимерные материалы (М_о), вспомогательные материалы (М_в), комплектующие элементы и полуфабрикаты изделий (М_кип).

М = М_о + М_в + М_кип = 1.84 руб.

Таблица 12 - Затраты на основные материалы для изготовления пробки.

№	Наименование и марка материала	Масса материала, кг.	Норма расхода, кг.	Цена материала, руб/кг.	Суммарные затрать, руб.
1.	ПЭ 277-75	0,0324	0,05	25	1,25
	Итого:		1,25

М_о = 1,25 руб.

Затрат на комплектующие элементы и полуфабрикаты изделий М_кип нет, поэтому М_кип = 0.

Таблица 13 - Затраты на вспомогательные материалы.

№	Наименование и марка материала	Нормарасхода, кг.	Оптовая цена, руб/кг.	Суммарные затраты, руб.
1	Обтирочный материал	0,01	5	0,05
2	Спирт технический	0,02	27	0,54
	Итого:			0,59

М_в = 0,59 руб.

Затраты на заработную плату производственным рабочим (З)

47.12

где: Ч_ср - часовая тарифная ставка оператора, t_шк - штучно калькуляционное время выполнения ТО, m - число ТО, К₁ ,К₂ ,К₃ - коэффициенты учитывающие различные надбавки.

для 3 разряда Ч_ср = 35 руб.

для 4 разряда Ч_ср = 53 руб.

Ч_ср = (35+53) / 2 =44

З_о = 1,4 * 44 = 47,12 руб.

З_д = 0,04 * 3_о = 0,04 * 47,12 = 1,88 руб.

О_с = 0,39 * ( З_о + З_д ) = 0,39 * ( 47,12 + 1,88 ) = 19,11 руб.

З_о - основная зарплата проектировщиков, руб.

З_д - дополнительная зарплата проектировщиков, руб.

О_с - отчисление на социальные нужды, руб.

Затраты на эксплуатацию и обслуживания оборудования (Э_о)

Э_о = ( E_ам + Е_рем + Е_сод + Е_проч ) / N_b

где: Е_ам - затраты на амортизацию, руб.;Е_рем - затраты на ремонт оборудования, руб.;

Е_сод - затраты на содержание оборудования, руб.; Е_проч - прочие затраты, руб.

Таблица 14 - Сводная ведомость затрат на оборудование в разрабатываемом ТП.

№	Наименование оборудования	Цена оборудования, руб.
1	Термопластавтомат	400000
2	Литьевая форма	22000
	Итого:	422000

Ц_об = 422000 руб.

Е_ам = 0,2 * Ц_об = 0,2 * 422000 = 84400 руб.

Е_рем = 0,05 * Ц_об = 0,05 * 422000 = 21100 руб.

Е_сод = 0,4 * Ц_об = 0,4 * 422000 = 16880 руб.

Е_пр = 0,05 * ( Е_ам + Е_рем + Е_сод ) = 16880 руб.

E_пр = ( Е_ам + Е_рем + Е_сод + Е_пр ) / N_b

= ( 84400 + 21100 + 16880 + 6119 ) / 140204 = 0,9 руб.

Таблица 15 - Затраты на энергию для технологических целей.

№	Наименование и марка оборудования	Вид потрбляемой энергии	Установочная мощность, кВт	Время работы, ч.
1	Аllrounder 400-140-270 CMD	эл. энергия	14	7

Затраты на энергию и топливо расчитываются по формуле:

Эт = [УM_i - t_шт - K_c - Ц_эн] / 8

где: M_i - установочная мощность или расход энергоносителей в час; t_шт - норма времени на производство пробки (трудоемкость), час; К_с - коэффициент спроса, учитывающий время потребления энергии (Кс = 0,3 - 0,5 ); Ц_эн - стоимость энергоносителей, руб/ед.

Затраты на силовую энергию:

Э_т = ( 14 * 0,024 * 0,5 * 1,5 ) / 8 = 0,11 руб.

Затраты на обогрев:

Э_т = ( 14 * 0,024 * 0,3 * 1,5 ) = 0,07 руб.

Таблица 16 - Ведомость затрат на энергию и топливо.

№	Наименование энергоносителя	Единица измерения	Цена за единицу, руб.	Расход на шт.	Затраты, руб/шт.
1	Силовая Пл. Энергия	кВт/ч	1,5	14	0,11
2	Эл. Энергия на обогрев	кВт/ч	1,5	14	0,07
	Итого:		0,18

Эт = 0,18руб/шт

Продолжительность технологического цикла -

- при изготовления единицы продукции.

Т_ц = Т_и - Уt_{шк (п)}

где: Уt_{шк (п)} - сумма штучно - калькуляционного времени ТО, выполняемых параллельно.

Т_ц = 0.018 - 0,004 = 0.014

Производительность ТП

- является величиной обратной Т_ц

П = 1/Т_ц = 71.425 шт/час

Коэффициент использования материала (К_им)

К_им = 1/ К_р = 1/1.036 = 0,96

Уровень автоматизации ТП = 2/10 = 02

Уровень механизации ТП = 6/10 = 0.6

Уровень ручного труда = 2/10 = 0.2

3. Разработка оптимальной логистической схемы для технологического процесса литья под давлением

Основным объектом управления логистики, как хозяйственной деятельности, является сквозной материальный поток, т. е. материальный поток (МП), проходящий по логистической цепи (ЛЦ), начиная от первичного источника сырья через все промежуточные процессы вплоть до поступления к конечному потребителю.

3.1 Моделирование сквозного материального потока с учетом складских операций на входе товара и выходе

Материальный поток - это МР, незавершенная продукция, ГП, рассматриваемые в процессе приложения к ним различных логистических операций (транспортировка, складирование и др.) и отнесенные к определенному временному интервалу. Размерностью МП является отношение размерности продукции или (единицы, тонны, м³ и т.д.) к размерности временного интервала (сутки, месяц, год и т.д.). В ходе прохождения по логистической цепи МП (рисунок 5) доводится до предприятия, затем организуется его рациональное движение через цепь складских и производственных участков, после чего ГП доводится до потребителя. Качественный состав МП по мере продвижения по ЛЦ меняется. Между источником сырья и первым перерабатывающим предприятием, а также между различными производственными предприятиями движутся, как правило, массовые однородные грузы: сырье, материалы, полуфабрикаты. Внутри отдельных производств между цехами и внутри цехов перемещаются различные детали, заготовки, полуфабрикаты. В конце ЛЦ МП состоит из разнообразных товаров, готовых к употреблению.

В ходе движения по логистической цепи (рисунок 6) МП проходит через стадии закупки, поставки, хранения, производства, распределения и потребления ГП.

Рисунок 5- Принципиальная схема ЛЦ, сквозного МП и ИП



Рисунок 6 - Принципиальная схема преобразований МП в ЛЦ

Новизна логистики заключается в смене приоритетов между различными видами хозяйственной деятельности в пользу усиления значимости деятельности по управлению сквозным МП. Выделение МП в качестве объекта управления и связанное с этим абстрагирование от ряда факторов приводит к некоторому упрощению экономических процессов и к существенному сокращению размерности задач моделирования. Это позволяет проектировать сквозные ЛЦ, решать задачи сквозного мониторинга движения грузов, начиная от первичного источника сырья через все промежуточные процессы вплоть до поступления к конечному потребителю, и, в целом, открывает новые возможности формализованного исследования экономических процессов.

На микроуровне ЛЦ состоит из различных служб одного предприятия. При традиционном подходе задача совершенствования сквозного МП внутри предприятия, как правило, не имеет приоритетного значения ни для одного из подразделений (рисунок 7 а). Показатели МП на выходе предприятия так же, как и в случае макроуровня, далеки от оптимальных.

Рисунок 7 - Традиционный и логистический подходы к управлению МП на микроуровне

При логистическом подходе (рисунок 7 b) на предприятии выделяется и получает существенные права служба логистики, для которой приоритетной задачей является управление сквозным МП, поступающим извне и проходящим через склады службы снабжения, производственные цеха, склады ГП и уходящим к потребителю. В результате показатели МП на выходе из предприятия становятся управляемыми.

Таким образом, принципиальное отличие логистического подхода к управлению МП от традиционного заключается:

1) в объединении разрозненных МП в единый сквозной МП;

2) выделении единой функции управления сквозным МП;

3) технической, экономической, информационной интеграции отдельных звеньев ЛЦ в единую систему (на микроуровне - различных служб предприятия).

Рассмотрим материальный поток с учетом складских операций на входе товара и выходе, на примере малого предприятия.

Оптимальная система перевоза и складирования предопределяет рациональность технологического процесса на складе и при перевозке. Основным условием здесь является минимальное количество операций по переработке груза. Именно поэтому огромное значение придается определению оптимального вида и размеров товароносителя, на котором формируется складская грузовая единица. Такими товароносителями могут стать: коробки, стоечные, сетчатые, ящичные, плоские поддоны и полуподдоны, а также кассеты, ящики для мелких грузов, контейнеры и т.д.

В нашем примере грузовая единица рассматривается в виде контейнера, размерностью - (ширина - 1м, длинна - 1.7м, высота - 1.2м), вмещающий 20 мешков весом по 25 ± 0,3кг ПФ ПЭ 277-75. И картонного ящика размерностью - (ширина - 50 см, длинна - 50 см, высота 50 см), вмещающий в себя 18000 готовых изделий (декоративных шайб для мебели).

Рассчитаем количество материала для производства дневной нормы деталей на одной литьевой машине.

На примере раздела (2.3) видно, что за 1 час машина производит примерно 633.3 деталей. Необходимая масса ПФ для производства 1 детали составляет 0.005 кг. Рассчитаем количество ПФ затрачиваемого за день, при длительности рабочего дня 7 часов:

633.3 Ч0.005Ч7= 22.2 кг.

ПФ (полиэтилен 277-75) поставляется на данное предприятие в герметичных мешках, которые препятствуют попаданию в материал мусора, грязи и влаги. Тем самым можно избежать таких технических операций как - визуальный контроль сырья и сушка. Данные мешки транспортируются в специальном контейнере который защищает их от повреждения. Контейнер служит транспортной единицей и является так же складской единице, которая позволяет складировать данные контейнер в несколько этажей. На контейнере располагается штрих код, который несет всю информацию о грузе и его характеристике. Данный контейнер удобно транспортировать на любом грузовом транспорте. Что в нашем случае при транспортировке небольших объемов груза, перевозить данные контейнеры можно на небольших грузовых автомобилях марки ГАЗель, что существенно снижает финансовые затраты на поставку сырья.

Так как дневная норма потребления ПФ на данном производстве, на 1 машину составляет 22.2 кг.

Рассмотрим цех малого предприятия в котором расположено 5 литьевых машин одной марки Аllrounder 400-140-270 CMD, выполняющих производство однотипных изделий, таких как декоративные шайбы и накладных пробок и т.д. для мебельной промышленности.

Рассчитаем обьем завозимого ПФ:

22.2Ч5=111 кг. - дневная норма переработки ПФ.

Так как в один контейнер помещается 20 мешков по 25 кг, то в контейнере может храниться и транспортироваться около500 кг ПФ.

500/111=4.5 - дня.

Как видно из расчетов, для одного цеха, одного контейнера хватает на 4.5 рабочих дня. Если завозить за раз два контейнера с ПФ то их хватает на 9 рабочих, тем самым завоз можно производить 1 раз в 1.5 недели что существенно экономит средства если делать поставку каждую неделю.

На небольшом грузовом автомобиле марки ГАЗель можно перевозить до 3-х контейнеров за раз, что полностью отвечает нашим требованиям.

Готовую продукцию упаковывают в картонные коробки размером (50,50,50 см) что позволяет в поместить в 1 коробку 18000 готовых изделий.

Рассчитаем обьем выпускаемой партии:

В 1 час 1 машина производит 633 изделия, в цехе установлено 5 литьевых машин, длительность рабочего дня составляет 7 часов.

633Ч5Ч7=22155 деталей цех выпускает в день.

Завоз ПФ и вывоз готовой продукции проводится раз в 9 дней (1.5 недели).

22155Ч9=199395 шт. обьем партии за 9 дней.

А так как каждая коробка вмещает в себя 18000 деталей то понадобится всего 11 коробок для упаковке всей партии.

Данные коробки могут устанавливаться друг на друга в несколько этажей, что существенно уменьшает площадь складирования, тем самым коробки можно хранить на территории цеха.

Проведя анализ обьемов ввозимого и вывозимого товара видно что необходимая площадь для хранения ПФ и готовой продукции составляет - 4 м², что не требует наличия складского помещения и позволяет все разместить на территории склада.

3.2 Распределение логистических функций для технологического процесса литья под давлением.

Перед рассмотрением логистических функций, необходимо разобраться в системах управления материальными потоками, и узнать к какой именно системе можно отнести наше производство.

Для осуществления многопередельного производства необходим задел продукции на случай запаздывания доставки продукта между участками и цехами. При этом под заделом понимают запас полуфабрикатов, деталей или сборочных единиц, обеспечивающий бесперебойную работу всех производственных подразделений предприятия. По назначению заделы делятся на технологические, оборотные, транспортные и страховые.

Технологический задел - это детали и сборочные единицы, которые находятся непосредственно в обработке или на контроле. Его величину определяют числом рабочих мест и числом обрабатываемых ими контрольных партий деталей и сборочных единиц.

Оборотный задел представляет собой запас деталей и сборочных единиц, создаваемый на рабочих местах для организации непрерывной работы.

Транспортный задел - это совокупность деталей и сборочных единиц, которые в текущий момент находятся в процессе перемещения с одного рабочего места на другое или от одного производственного цеха (участка) к другому.

Страховой задел создается в производственной логистике при выходе из строя оборудования или при обнаружении брака на производстве, а также в других подобных случаях.

Существует две основных системы управления материальным потоком:

- толкающая,

- вытягивающая.

"Толкающие" системы управления материальными потоками характерны для традиционных способов организации производства. Первые разработки логистических систем, адаптирующих традиционные и современные подходы, появились в 60-е гг. Они позволяли не только согласовывать, но и оперативно корректировать планы, программы и алгоритмы действий всех структурных подразделений предприятия: снабженческих, производственных, сбытовых, с учетом динамичности внешних и внутренних воздействий в реальном масштабе времени.

Логистическая организация производственно-хозяйственной деятельности с помощью этих систем стала возможной благодаря массовому распространению вычислительной техники и современных информационных технологий.

Несмотря на то, что толкающие системы в состоянии управлять функционированием разной степени сложности производственно-хозяйственных механизмов, объединяя все их элементы в единое целое, в то же время они имеют ограниченные возможности. Характеристики передаваемого от звена к звену материального потока оптимальны в той степени, в какой центр управления способен его учесть, оценить и скорректировать. Основным недостатком данной системы является высокая стоимость программного, информационного и материально-технического обеспечения.

Кроме того, при такой системе у предприятия должны иметься материальные запасы на всех стадиях производства, чтобы предотвратить сбои и приспособиться к изменениям спроса. Поэтому данная система предполагает создание внутренних статичных потоков между различными технологическими этапами, что часто приводит к замораживанию материальных средств, установлению излишнего оборудования и привлечению дополнительных рабочих.

В нашем производстве методом литья под давлением «толкающие» системы не подходят, в данном случае используется вытягивающая система, что имеет гораздо больше плюсов.

"Вытягивающая" система была задумана как средство решения подобных проблем. Добиться этого можно, если будут созданы условия простого и надежного обеспечения подачи изделий точно в сроки, соответствующие необходимости их поступления на следующий участок.

Тянущие (вытягивающие) системы отражают подходы к организации производства, в которых детали и полуфабрикаты подаются с предыдущей технологической операции на последующую по мере необходимости.

В данном случае жесткий график отсутствует, поскольку лишь на сборочном конвейере становится точно известно требуемое для изготовления одного изделия число необходимых узлов и комплектующих, а также время их производства. Именно с этой линии на предшествующие участки направляется тара за деталями нужной номенклатуры. Детали, взятые на предшествующем участке, вновь производятся, и их количество восполняется. И так по всей линии. Необходимые детали или материалы каждый участок "вытягивает" с предшествующего. Таким образом, нет необходимости в течение месяца составлять производственные графики одновременно для всех технологических стадий. Только на сборочном конвейере осуществляются изменения графика работы.

В процессе функционирования данной системы центр управления не вмешивается в передачу материального потока по действующей логистической цепи. Он не устанавливает для соответствующих звеньев текущие производственные задания. Производственная программа каждого предыдущего технологического звена задается параметрами заказа, поступающего с последующего звена. Основной функцией центра управления является постановка задачи перед конечным звеном производственной технологической цепи. Основные цели "вытягивающей" системы:

· предотвращение распространения возрастающих колебаний спроса или объема продукции от последующего процесса к предшествующему;

· сведение к минимуму колебания параметров запасов между технологическими операциями;

· максимальное упрощение управления запасами в процессе производства путем его децентрализации, повышение уровня оперативного цехового управления, т. е. предоставление цеховым мастерам или бригадирам полномочий оперативно управлять производством и материальными запасами.

Преимущество "тянущих" (вытягивающих) систем - они не требуют всеобщей компьютеризации производства. В то же время они предполагают высокую дисциплину и соблюдение всех параметров поставок, а также повышенную ответственность персонала всех уровней, особенно исполнителей. Объясняется это тем, что централизованное регулирование производственных логистических процессов ограничено.

...