Совершенствование системы прогнозирования потребности в режущем инструменте (для предприятий, подотраслей и отраслей) Завгородняя Татьяна Павловна

Содержание к диссертации

Введение

1. Характеристика объекта прогнозирования и анализ факторов, влияющих на потребность в ревущем инструменте

1.1. Общая характеристика объекта прогнозирования

1.2. Анализ факторов, определяющих потребность в процессе эксплуатации инструментов 35

2. Модели процессов образования потребности в инструментах 47

2.1. Технико-экономический анализ образования потребности в инструменте 47

2.2. Классификация задач в системе прогнозирования потребности инструмента 59

2.3. Исследование типов стохастических процессов расхода режущих инструментов 71

3. Система прогнозирования потребности в режущем инструменте 99

3.1. Оценка неопределенности прогнозов потребности и сопоставление способов обработки статистики 99

3.2. Управление потребностью в режущем инструменте

3.3. Организация и структура системы прогнозирования потребности в режущем инструменте 121

Заключение 134

Литература

• Анализ факторов, определяющих потребность в процессе эксплуатации инструментов
• Классификация задач в системе прогнозирования потребности инструмента
• Исследование типов стохастических процессов расхода режущих инструментов
• Управление потребностью в режущем инструменте

Введение к работе

Продолжая взятую партией стратегическую линию социально-экономического развития, ХХУТ съезд КПСС в своих решениях назвал главной задачей 11-й пятилетки "обеспечение дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса и перевода экономики на интенсивный путь развития, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов и улучшения качества работы" [_6_f с.139]. Эта формула вобрала в себя объективные условия общественного производства в 80-е годы, диалектическое единство целей и средств социально-экономического развития. Задача интенсификации и повышения эффективности поставлена как ключевое условие решения узловых экономических и социальных проблем социалистического общества. Экономической предпосылкой повышения эффективности производства и дальнейшей интенсификации выступает последовательное улучшение управления и планирования, как центрального звена хозяйственного механизма. Реализация этой установки в последние годы связана с разработкой теории и практики прогнозирования для нужд народнохозяйственного планирования. На этом пути достигнуты большие успехи. Существенный вклад в исследование общих теоретических проблем прогнозирования, планирования, управления внесли ученые А.Г.Аганбегян, Б.Я.Алтаев, А.И.Анчишкин, Д.М.Гвишиани, В.С.Дадаян, В.А.Лисичкин, В.И.Голиков, Н.А.Горелик, А.С.(Френкель, Е.И.Голынкер, А.Л.Лурье, В.А.Мясников, С.А.Саркисян, В.К.Фальцман, Н.П.Федоренко, С.М.Ямпольский и другие.

Принятое в июле 1979 г. постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР "Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы" конкретизировало концепцию совершенствования со-

- 5 -циалистического планирования, основанную на дальнейшем повышении научного уровня. Для этого, в частности, намечено разработать систему научно-обоснованных технико-экономических норм и нормативов для планирования экономического и социального развития,, что позволит устранить потери в народном хозяйстве, обеспечить сбалансированный рост экономики, наиболее полно учитывать и удовлетворять общественные потребности.

Удовлетворение возрастающих потребностей общества в производстве новой техники и технологии, техническое оснащение материального производства, непроизводственной сферы в решающей степени: зависят от машиностроения. Важным условием пропорционального сбалансированного развития этой отрасли является соответствующее развитие инструментального производства. Производство инструмента для металлообрабатывающего оборудования заметно отстает по техническому уровню, по масштабам выпуска и уровню организации производства от современных требований и возможностей технического прогресса, от запросов машиностроительного производства. Это обусловливает необходимость теоретического обоснования и исследования целого комплекса проблем инструментального производства. Достаточно глубоко и всесторонне исследованы и развиты теоретические и практические проблемы экономики, организации и управления, а также специализации и кооперирования инструментального производства в работах А.П.Агаркова, Б.А.Аникина, Ю.С.Алякринского, Л.В.іЗарташева, И.С.Бема, Б.В.Власова, В.Ф.Власова, П.С.Гольдан-ского, А.Л.Иткина, Н.П.Золотаревой, С.А.Ицкина, Е.М.Карлика, Л.Д.Карпова, Б.Н.Крыжановского, Д.И.Кузнецова, В.А.Мицкевича, Ю.К.Перского, Н.И.Полякова, Б.В.Прилепского, З.Я.Сотченко, Д.А.Тобпоса, Э.П.Юфа.

Вместе с тем, проблемы прогнозирования потребности в режущем инструменте, создания качественно новой основы планирования

в виде норм расхода, а также управления потребностью недостаточно исследованы. В частности, недостаточно изучены процессы расхода инструмента в сфере эксплуатации, не исследовано влияние экономико-организационных и технико-технологических факторов на потребность, отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по структуре системы управления потребностью на уровне предприятий и объединений, отсутствуют способы реальной оценки неопределенности прогнозов для подотраслей и отраслей.

Недостаточный уровень знаний по данным вопросам и обусловил выбор темы настоящего диссертационного исследования. Актуальность темы усиливается еще и тем, что децентрализованное производство инструмента в стране приводит к бессистемному подходу в планировании, управлении, что отражается в стремлении иметь большие сверхнормативные запасы инструмента при наличии острого дефицита необходимых материалов. В связи с изложенным, цель данной работы состоит в обосновании теоретических положений и разработке практических рекомендаций по совершенствованию системы прогнозирования и управления потребностью в режущем инструменте.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

определение структуры образования потребности в режущем инструменте на всех уровнях планирования;

выявление факторов, влияющих на потребность в режущем инструменте в сфере его эксплуатации;

подбора математического аппарата для описания реальных процессов расхода инструмента;

исследование механизма влияния экономико-организационных и технико-технологических факторов на потребность в режущем инструменте;

проведение экономического анализа затрат, возникающих в процессе? эксплуатации режущего инструмента;

изучение влияния интенсивности обработки на величину потребности в релущем инструменте;

установление структуры системы управления потребностью и обоснование математического аппарата решения задач оптимального управления на уровне предприятий, объединений, отраслей;

исследование вопроса неопределенности прогнозов в потребности инструментов для предприятий, подотраслей и отраслей;

обоснование унифицированной методики обработки статистики для организации непрерывной и периодической систем прогнозирования на всех уровнях;

изменение методических рекомендаций определения потребности в реяущем инструменте.

В качестве объекта исследования выбраны процессы эксплуатации реяущих инструментов в отраслях, подотраслях, предприятиях, являющихся потребителями реаущих инструментов.

Теоретической и методологической основой исследования явились труды классиков марксизма-ленинизма, решения съездов и Пленумов ЦК КПСС, постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР по вопросам совершенствования хозяйственного механизма, управления и планирования народного хозяйства.

Информационную базу исследования составили материалы ЦСУ СССР и ЦСУ УССР, данные Совета общественных производительных сил УССР, материалы отчетности предприятий и подотраслей министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения, судового машиностроения, результаты собственных статистических исследований.

Для решения конкретных задач, возникающих в ходе исследования, использовались методы экономического анализа, элементы теории стохастических процессов, методы анализа данных и обработки статистики, дифференциальное исчисление, общая теория построения систем, методы оптимизации.

Научная новизна диссертационного исследования состоит в следующем:

изучение особенностей процессов эксплуатации режущих инструментов позволило классифицировать отказы режущих инструментов по видш материальных, трудовых и денежных затрат, необходимых для их устранения, и выделить три вида: отказ инструмента из-за износа, из-за поломки с последующим восстановлением и безвозвратная поломка;

установлено, что потребность в режущем инструменте определяется его сроком службы, который, в силу вероятностного характера, необходимо представлять в виде шестикомпонентного вектора, элементами которого являются стойкости до соответствующих видов отказов и удельные веса (вероятности) каждого вида отказов;

установлено, что в различных организационных условиях процессы образования потребности описываются марковскими однородными процессами с поглощением;

для количественного обоснования метода определения потребности в режущем инструменте применены методы устойчивого оценивания параметров, доказана неправомочность применения стандартных методов;

экспериментально и аналитически установлена возможность управления потребностью при изменении интенсивности обработки и других экономико-организационных факторов, влияющих на потребность;

исследован вид целевой функции при управлении потребностью в режущем инструменте и обосновано применение методов выпукло-вогнутого программирования для поиска области оптимального решения при изменении интенсивности обработки;

обоснована необходимость организации непрерывной или периодически повторяющейся связи моделей прогнозирования с действующи-

- 9 -ми процессами;

предложена структура подсистемы прогнозирования потребности в режущем инструменте, входящая в состав АСУП;

разработана методика прогнозирования потребности в режущем инструменте, позволяющая получать обоснованные нормы расхода с допусками на отклонение от них.

Практическая ценность и экономический эффект от внедрения результатов исследования связаны с повышением научной обоснованности принимаемых решений для определения потребности в режущем инструменте, производственных мощностей участков по заточке, ремонту, восстановлению и собственному производству режущего инструмента, численности вспомогательных рабочих по обслуживанию основного производства, необходимых технологических запасов, что в итоге приводит к повышению ритмичности и эффективности производства у потребителей режущего инструмента.

Результаты исследований используются в судовом машиностроении СПКНБ "Тор" (г. Николаев), НПО "Спецтехоснастка" (г. Одесса), учебном процессе в курсах "АСУП" и "Автоматизированные системы нормирования". Выводы и рекомендации нашли применение для прогнозирования потребности в штампах и прессформах (НПО "Спецтехосна-стка^я).

Основные результаты исследований докладывались на всесоюзном научно-координационном совещании по проблеме "Совершенствование нормирования труда в народном хозяйстве в условиях научно-технического прогресса" (г. Хмельницкий, 1984 г.); на республиканских конференциях: "Эффективность процессов механической обработки" (г. Киев, 1977 г; г. Одесса, 1978 г.), "Применение вычислительной техники и электронного моделирования в народном хозяйстве" (г. Хмельницкий, 1982 г.); на X научно-методической межвузовской конференции (г. Хмельницкий, 1983 г.); на областной науч-

- 10 -но-нрактической конференции (г. Куйбышев, 1983 г.); на конферен циях Хмельницкого технологического института.

По теме диссертационной работы опубликовано 5 работ общим объемом 1,3 печатных листа.

- II -

I. ХАРАКТЕРИСТИКА ОЕЬЕКТА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ И АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ПОТРЕБНОСТЬ В РЕЩЕМ ИНСТРУМЕНТЕ

I.I. Общая характеристика объекта прогнозирования

I.I.I. Промышленное производство предполагает, как известно, наличие следующих основных элементов: средств труда, предметов труда и самого труда.

К.Маркс писал: "Каковы бы ни были общественные формы производства, рабочие и средства производства всегда остаются его факторами. Но находясь в состоянии отделения друг от друга, и те и другие являются его факторами лишь в возможности. Для того, чтобы вообще производить, они должны соединиться" [2, с.43]. При этом между всеми частями такой системы существует многосторонняя взаимосвязь и взаимообусловленность. В системе протекают производственные процессы, основной и определяющей частью которых являются люди, осуществляющие с помощью орудий труда воздействие на предметы труда и превращающие их в продукт труда - готовые изделия.

Орудия и предметы труда образуют вещественное содержание средств производства. Наиболее активной частью средств труда являются оборудование и инструмент, которые, по выражению К.Маркса, составляют костную и мускульную систему производства. Именно они оказывают непосредственное воздействие на предметы труда, изменяя их взщную форму и свойства, а также обеспечивают бесперебойное течение производственного процесса.

Развитие орудий труда определяет развитие всех отраслей производства. "Экономические эпохи различаются не тем, что производится, а тем, как производится, какими средствами труда. Средство труда не только мерило развития человеческой рабочей силы, но и

- 12 -показатель тех общественных отношений, при которых совершается труд" ГІ. с.191].

Научно-техническая революция включает быстрый прогресс технике!, комплексную механизацию и автоматизацию производства, внедрение систем автоматического управления производственными процессами., электронных счетно-решающих и управляющих устройств в производственные процессы всех отраслей народного хозяйства. Освоение и выпуск огромной номенклатуры продукции связаны с использованием значительного числа металлорежущих станков, инструментов. Режущий инструмент является важнейшей после оборудования материально-технической основой производства, поскольку без инструментов оборудование не только не обеспечит оптимальной эффективности, но и вообще не может осуществлять свои функции.

Для современного промышленного производства роль и значение обработки резанием особенно велики: в станочном парке страны удельный вес металлорежущих станков составляет около 70 %. В 1982 году было произведено 195 тыс.шт металлорежущих станков общей стоимостью 2073 млн.руб, их удельный вес в производстве станков в натуральном выражении составил 69 %₉ а в общей стоимости -98 % [106].

За период с 1940 г. производство металлорежущих станков в СССР увеличилось в 3,9 раза. Металлорежущие станки используются не только в машиностроительных отраслях: в немашиностроительные отрасли народного хозяйства ежегодно направляется около 50 % выпуска металлорежущих станков. В машиностроении сосредоточено только 55 % общего парка народного хозяйства; причем 28,4 % этого парка занято в непромышленных отраслях [74].

Увеличение парка оборудования сопровождается возрастающей его сложностью и стоимостью. Если 15 лет назад норматив приведенных затрат на один час работы оборудования колебался от 0,67 до

- ІЗ -41,01 руб/ч в зависимости от сложности и типа станков [123], то в настоящее время максимальная величина этих затрат уже возросла в деюятки раз. Так, по подсчетам американских ученых, час простоя высокоточного станка типа "обрабатывающий центр" обходится в 1200 долларов [35].

І.І.2. Особую роль при эксплуатации оборудования играет режущий инструмент. Являясь относительно недорогим элементом системы СПИД (станок - приспособление - инструмент - деталь), режущие инструменты имеют самый короткий срок службы. Этот срок чаще всего колеблется от нескольких секунд до нескольких дней.

Потребность в инструменте сильно изменяется в зависимости от сложности выпускаемой продукции. Например, при освоении грузовых автомобилей такая потребность превышала 15 тыс. единиц, а оснащение тяжелого самолета при серийном выпуске требует изготовления до 140 тыс. специальных инструментов [144]. В силу этого инструментальная подготовка производства является важнейшим объектом управления, планирования и организации производства.

По данным [121], в перспективном периоде обработка резанием сохранит свое значение и ее объем будет неуклонно возрастать за счет высокой маневренности и гибкости процесса. Последние два свойства, в частности, обеспечиваются соответствующим разнообразием металлорежущего инструмента.

Ускоряющиеся темпы научно-технического прогресса еще более усиливают роль инструмента, поскольку в современном металлорежущем оборудовании (многоинструментальные станки, станки с числовым программным управлением, типа "обрабатывающий центр", автоматические линии с жесткой и гибкой связью, гибкие производственные системы и другие), наряду с увеличением концентрации металлорежущих инструментов (до 100 на одном станке), происходит интеграция станка и инструмента. Производительность станка изменяется в ши-

- 14 -роком диапазоне в зависимости от оснащенности инструментами. Довольно часто инструмент ограничивает эффективность работы оборудования. Как было отмечено на совещании станкостроителей в марте 1980 г, проблема инструмента в последние годы стала особенно актуальной [35]. Актуальность обусловлена тем, что производство инструмента заметно отстает по техническому уровню, по количественным масштабам выпуска и по уровню организации от современных требований и возможностей технического прогресса, от запросов машиностроительного производства.

Сложившаяся ситуация связана с рядом объективных причин.

Во-первых, в последние годы резко уменьшились запасы вольфрама., который является составным элементом инструментальных сплавов. В связи с этим темпы производства инструмента несколько снижены не только в нашей стране, но и во всем мире [128]. Поэтому ведутся интенсивные исследования над созданием новых инструментальных материалов.

Во-вторых, существующие способы определения потребности в режущем инструменте и установившиеся нормы его расхода являются несовершенными. По результатам исследований [ібб] фактический расход по сравнению с расчетным достигает отклонения в 2-Ю раз.

В работе "Государство и революция" В.И.Ленин писал, что "до тех пор, пока наступит "высшая" фаза коммунизма, социалисты требуют строжайшего контроля над мерой труда и мерой потребления..." [4, C.97J. Без качественной плановой основы, какой является норма расхода инструмента, нельзя достоверно определить и меру потребления.

В-третьих, исторически сложилось так, что советское инструментальное производство в основном носит децентрализованный характер. Централизованные поставки инструмента предприятиям составляют около 30 % необходимого количества.

По расчетам [26, 74], в результате децентрализованного изготовления инструмента в инструментальных цехах и участках машиностроительных заводов Украинской ССР ежегодные потери составляют примерно 37-40 млн.руб, а потери народного хозяйства страны к 1980 г. составили около 900 млн.руб. Кроме прямых потерь народное хозяйство несет также существенные косвенные потери, возникающие вследствие недостаточно высокого качества инструмента, низкого уровня использования производственных фондов и мощностей. Существуют диспропорции и в темпах развития инструментального производства. В период индустриализации решение задачи создания отечественного машиностроения обусловило приоритетное использование капитальных вложений на развитие производства оборудования. В результате темпы роста основного производства в 1,2-1,5 раза опережают темпы роста инструментального [5б].

По вопросу о путях развития инструментального производства в нашей промышленности существует несколько точек зрения. Проблема специализации и совершенствования инструментального производства получила отражение в работах [26, 33, 34, 67, 68, 82, 133 ].

Большинство авторов считает генеральным направлением развитие специализированной инструментальной промышленности. В этой связи заслуживает внимания опыт американской промышленности: небольшие специализированные предприятия (средняя численность рабочих в производстве - 28 человек) выпускают почти 80-90 % продукции; производство инструмента по условно-чистой продукции превышает станкостроение и имеет почти равный с ним (96 %) объем капи-талозложений [153]. Отсюда следует, что необходимо создавать новые мощности и ускоренно развивать высокоспециализированное производство инструмента.

Однако, в настоящее время нельзя ориентироваться на более или менее полное удовлетворение потребности промышленности в ин-

струменте специализированными предприятиями. Поэтому в качестве переходной стадии, как отмечают многие авторы, целесообразна внутриминистерская и региональная специализация цехов машиностроительных заводов. Такой опыт эффективно используется Министерством сельскохозяйственного и тракторного машиностроения, ленинградскими машиностроителями.

Прогнозы показывают (26J, что инструментальные цехи машиностроительных предприятий в ближайший период будут оставаться одним из главных источников удовлетворения потребностей народного хозяйства в инструменте. В настоящее время в промышленности насчитывается свыше 4200 инструментальных цехов и участков, сосредоточивших 20,6 % оборудования, 5,7 % площадей, 8,8 % производственных рабочих от числа занятых в основном производстве [14]. Трудоемкость и себестоимость изготовления инструмента в 2-3 раза выше, чем в специализированном производстве, выпуск продукции на один металлорежущий станок в 2 раза, а на I иг производственной площади - почти в 3 раза ниже [14, 26].

Вовлечение материальных и трудовых ресурсов для восстановления потребительских свойств инструментов чаще всего обходится дороже, чем приобретение по централизованным поставкам. Другими словами, дефицит инструментов и децентрализованное его производство заставляют идти на увеличение себестоимости продукции и организацию вспомогательных цехов и служб.

Таким образом, установившиеся диспропорции в темпах развития станкостроения и режущего инструмента, преимущественно децентрализованное производство последнего, усложняют процессы планирования и управления потребностью. Как вытекает из вышеизложенного, единство планов должно основываться на единых качественных нормах и нормативах расхода инструмента, а также методах планирования.

В перспективном и годовом планах потребность в инструменте

- 17 -на всех уровнях хозяйствования принято рассчитывать по укрупненным удельным нормам расхода инструмента в стоимостном выражении на 1.000 рублей валовой продукции. В табл. I.I приведены данные по удельным нормам расхода по пяти всесоюзным производственным объединениям Министерства сельскохозяйственного машиностроения. Данные таблицы свидетельствуют об отсутствии какой-либо ярко выраженной тенденции изменения нормы расхода по режущему инструменту, а по дефицитному твердосплавному инструменту наблюдается тенденция к увеличению нормы расхода по отдельным ВПО.

Предварительный анализ показывает, что в настоящее время не существует достаточно обоснованных методик расчета норм расхода инструмента, плановые расчеты осуществляются по принципу "от достигнутого" за предыдущий период, а существующие методики [62,63, 74, 77, 93, 94, 95, III, 141, 142, 166] не учитывают всю сложность явлений и процессов, происходящих при эксплуатации инструментов.

Роль и значение тщательного обоснования норм расхода инструмента особенно возрастают в условиях применения нового хозяйственного механизма, который предусматривает установление пятилетних плановых заданий объединениям (предприятиям) и организациям не на основе сложившейся динамики соответствующих показателей, а на базе прямых экономических и инженерных расчетов. Поскольку качество и прогрессивность норм расхода имеют основополагающее значение для разработки и обоснования плана, для поддержания народнохозяйственных пропорций и управления, постольку необходимо более подробно остановиться на процессах образования потребности в инструменте.

I.I.3. Потребности народного хозяйства можно представить в виде суммы потребности для машиностроительных и немашиностроительных отраслей, для экспорта и нужд населения. На отраслевом уровне

Таблица I.I,

Удельные нормы расхода инструмента на 1000 рублей валовой продукции

:Союзтракто-:роэапчасть

Минсельхоз-:Согозтракто- :Союзтракто- :Союзсельхоз-:Союзпочво-
маш :родвигатель :ропром :машгидро- :маш
: : :агрегат :

1980г:1983г:1980г:1983 г:1980г:1983г :1980г:1983г :1980г:1983г:1980г:1983г

Инструмент и технологическая оснастка

Режущий инструмент

Из него твердосплавный инструмент

Валовая продукция, млн.руб.

о >>о

и о

РСОсЗ

12271,2

2628,0 2291,9

369,58 1734,25 1056,70

35,09 23,05 20,73 18,01 22,06 22,51 38,66 32,60 25,27 28,47 30,54 29,12

8,72 7,82 5,06 6,32 6,78 7,96 17,14 13,90 6,81 11,01 13,72 11,49 2,72 2,54 1,81 1,94 2,09 2,66 5,67 5,71 2,76 2,92 3,92 3,58

со і

- 19 -потребность представляет собой сумму потребностей всесоюзных производственных объединений, для подотрасли - сумма потребностей входящих в нее производственных объединений, для производственного объединения - суммарная потребность предприятий. На уровне предприятия потребность можно представить в виде суммарной потребности цехов, участков, рабочих мест (технологических процессов).

Таким образом, система образования потребности имеет четкую иерархическую структуру, в которой потребность на каждом высшем уровне представляет собой сумму потребностей на низших уровнях. На рис. I.I представлена структура такой системы.

В соответствии с системой образования потребности в инструменте производятся расчеты потребности народного хозяйства. Тогда определяющим звеном в плановых расчетах потребности является обоснование потребности на самых низших уровнях - для предприятия, цехов, участков, рабочих мест. Основой для расчета потребности на этом уровне являются: пятилетние планы, задания вышестоящих организаций, заказы потребителей по прямым хозяйственным связям, задания по освоению новых видов продукции, использование наличных производственных мощностей, наличие материально-технических ресурсов и предусматриваемых объемов их поставок, обеспечение рабочей силой и возможное улучшение ее использования, удельные нормы расхода инструмента.

В зависимости от способа эксплуатации инструмента можно выделить два пути организации инструментального хозяйства на предприятиях. Первый путь характерен для некоторых предприятий массового производства. Его особенностью является то, что инструмент эксплуатируется до первого отказа, а затем не перетачивается и не восстанавливается. Структура инструментального хозяйства в этом случае упрощается, так как не нужно организовывать вспомога-

Потребности народного хозяйства в режущем инструменте

Экспорт

Производственные нужды различных отраслей

Нужды населения

Машино строительные отрасли..

Немашино строительные отрасли

Всесоюзные производственные объединения

Всесоюзные производственные объединения

Всесоюзные производственные объединения

Рис. І.І. Общая структура системы формирования потребности народного хозяйства в режущем инструменте П - предприятия (организации) - потребители режущего инструмента

- 21 -тельные цеха, участки и службы. Такой способ чрезвычайно редко встречается в практике и рассчитан на отсутствие дефицита режущего инструмента в стране. Экономическая сторона первого способа эксплуатации режущих инструментов имеет ряд положительных и отрицательных моментов.

Положительное состоит в том, что улучшаются технико-экономические показатели работы таких предприятий за счет упрощения планирования; резко уменьшаются затраты времени на подналадку оборудования. В массовом и крупносерийном производстве при обработке деталей мерным инструментом (сверла, метчики, плашки, зенкеры, развертки и другие) экономически целесообразнее затупившийся инструмент заменить новым, так как исключается время на подналадку оборудования. Это время может быть весьма существенным и колеблется от нескольких минут до нескольких часов. Кроме этого существует оборудование, которое спроектировано на определенные размеры инструментов.

Отрицательная сторона первого способа эксплуатации состоит в повышенном расходе инструмента, а в условиях дефицита последнего это приводит к уменьшению поставок на другие предприятия.

Рассмотренный способ получил распространение по некоторым группам мерного инструмента и встречается лишь на отдельных рабочих местах, участках. Существуют на предприятиях такие методы обработки, для которых используется режущий инструмент, стоимость которого сопоставима со стоимостью станков (специальные червячные фрезы, протяжки). Недоиспользование потребительных свойств таких инструментов приводит к резкому сокращению сроков их службы и перенесению стоимости на себестоимость выпускаемой продукции, что вызывает увеличение последней.

В силу изложенного получил распространение второй способ эксплуатации инструмента: до полного использования потребительных

- 22 -свойств за счет организации участков по переточке, восстановлению и ремонту.

1,1.4. Рассмотрим теперь систему образования и удовлетворения потребности в инструменте на предприятиях. Немашиностроительные отрасли не имеют в своем составе инструментальных цехов, не производят инструмент и поэтому являются только потребителями инструмента. Вследствие низкого уровня специализации инструментального производства предприятия машиностроительных отраслей имеют довольно сложную систему образования и удовлетворения потребности в инструменте. Предприятия обеспечиваются инструментом частично из централизованных фондов, по кооперации и собственного изготовления. Инструмент расходуется на производство продукции и собственное изготовление инструмента, а также на заточку и восстановление затупившегося и сломавшегося в процессе производства, на освоение новых машин и оборудования, на комплектацию продукции.

Можно выделить две части в организационной структуре: производство инструмента и инструментальное хозяйство предприятия.

Производство инструмента осуществляется в инструментальных цехах, а иногда и заводах ("завод в заводе"). Объемы производства зависят от объемов централизованных, кооперированных поставок, а также сферы эксплуатации инструмента. Последняя определяет скорость расхода инструмента, а значит и потребность в нем. Сферой эксплуатации занимается организационное подразделение, называемое инструментальным хозяйством предприятия.

Инструментальное хозяйство включает следующие подразделения: центральный инструментальный склад (ЦИС); центральный абразивный склад (ЦАС); инструментально-раздаточные кладовые (ИГО, AFK); участки централизованной заточки, восстановления и ремонта; при-емно-сортировочные пункты; прочие отделения.

Основным источником потребления инструмента являются основ-

ные цеха механической обработки; непосредственный расход осуществляется только на рабочих местах основных рабочих, в инструментальных цехах и участках заточки.

Отработанный инструмент может использоваться в следующих направлениях [34]:

1. Применение на других операциях без переделок.

2. Восстановление до первоначальных размеров.

3. Переделка на меньший размер.

4. Переделка на другой вид инструмента.

5. Применение в качестве полуфабриката или заготовки для изготовления нового инструмента.

6. Передача на другие предприятия.

7. Использование в качестве металлолома.

По данным, приведенным в [34, 108, 109], первые 5 направлений позволяют уменьшить потребность в режущем инструменте на 15-50 %.

Шестое направление эффективно используется в настоящее время для удовлетворения потребности немашиностроительных предприятий.

Таким образом, инструментальное хозяйство предприятий оказывает влияние на уменьшение потребности через перечисленные направления, а значит и влияет на объемы выпуска инструментальных цехов.

Общая схема источников образования и удовлетворения потребности в инструменте представлена на рис. 1.2. Как видно из этой схемы, существует довольно сложная система, которая требует соответствующего управления и планирования. На рис. 1.2, однако, не отражены еще существующие связи в сфере потребления инструмента на рабочих местах, участках, цехах.

Цеха механической обработки металлов резанием характеризуются возрастающим удельным весом вспомогательных рабочих по отношению к основным. По данным [105], на ГАЗе имеются, например, ос-

Кооперированные поставки

Потребление инструмента j— -—

Металлолом

Передача на другие предприятия

Оборотный фонд предприятия

I о

& а

Ш Ф

S И

1«0

о и о

К

о сб <о

_?:«

в*

О О СО Р<К сб

Освоение новых
машин и обору
дования

Комплектация продукции

Централизованные фонды Кооперированные поставки

иооственное изготовление инструмента

^Рабочие места)

Потребление инструмента

Текущее производство -{Рабочие "места¹

Заточка инструмента -рабочие ме ста]-

Потребление инструмента

Ремонт и восстановление инструмента

Потребление инструмента _

-|Рабочйе~ме"ста"[

новый инструмент;

отработанный инструмент.

Рис. 1.2. Схема взаимосвязи источников образования и удовлетворения потребности в инструменте на предприятии

- 25 -новные цеха, в которых вспомогательные рабочие составляют 80 % от общей численности рабочих. Подавляющее большинство из них составляют наладчики оборудования, выполняющие функции переналадки, подналадки инструмента, регулировки системы СПИД. Поэтому вопросы численности специалистов по обслуживанию основного производства взаимосвязаны; эта связь должна осуществляться через хозяйственный механизм и регулироваться.

Для восстановления потребительных свойств инструментов в процессе производства вовлекаются различные дополнительные средства в зависимости от вида потери свойств или иначе - от вида отказа инструментов, поскольку процесс производства прерывается по причине неудовлетворительной работы инструментов.

Отказ инструмента, с экономической точки зрения, это не только фактор ненадежности, а и соответствующие денежные затраты, величина которых характеризуется многими причинами. Увеличение стоимости станков от нескольких тысяч до нескольких десятков, а иногда и сотен тысяч рублей при относительно невысокой стоимости инструментов, порождает явления обезличенного использования последних. Увеличение стоимости оборудования приводит к росту затрат, приходящихся на одну минуту его работы или простоя. Поэтому любой отказ станка, линии сопровождается перенесением стоимости оборудования на время простоя; кроме этого в зависимости от вида отказа вовлекаются дополнительные затраты в основных и вспомогательных цехах предприятий.

Экономическая сторона этого процесса заключается в том, что виды отказов режущих инструментов необходимо классифицировать по разнообразию вовлекаемых денежных средств на устранение отказов. Можно выделить два вида отказов: отказ из-за поломки; из-за закономерного износа. В свою очередь отказы из-за поломок могут приводить к выбытию инструментов в металлолом, тогда стоимость мину-

ты простоя оборудования переносится на время простоя из-за устранения отказа; дополнительно к этому добавляется полная стоимость инструмента. Если поломка приводит к ремонту инструмента, то дополнительно вовлекаются средства на его восстановление в инструментальном хозяйстве; при этом срок службы сокращается. Отказы из-за закономерных износов увеличивают срок службы и сопровождаются затратами на переточку инструментов.

Таким образом, для решения задачи улучшения планирования и управления потребностью в инструменте принципиально важным моментом является изучение срока службы инструмента на предприятии, факторов, влияющих на его величину. Рассмотрим первоначально схему, когда срок службы инструмента на предприятии имеет максимальную величину, поскольку все остальные случаи представляют собой упрощения данной схемы. Такая схема имеет место на предприятиях, на которых организованы отделения заточки, ремонта и восстановления. Тогда срок службы можно представить в виде суммы отрезков времени, в течение которых инструмент полностью используется в процессе производства. На рис. 1.3 а) представлена схема образования срока службы инструмента в различных организационных условиях.

По экономическому смыслу различные отказы инструментов не равнозначны. На рис. 1.3 б) показана схема образования затрат по инструменту в процессе эксплуатации. Из схемы видно, что инструменты постепенно, по мере снашивания, по частям переносят стоимость на созданный продукт. Тем не менее инструменты принято относить к оборотным фондам, если их стоимость не превышает 100 руб независимо от срока службы, либо если срок службы составляет менее года независимо от стоимости; в противных случаях инструмент относится к основным фондам. Это объясняется, по видимому, тем, что срок службы инструмента значительно меньший, чем оборудования,

Эксплуатация до полного износа

Эксплуатация до первого ремонта

Эксплуатация до первой переточки

1\\л\\л\\л\:ш процесс про изводства

переточка

_а)

' КЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧЧТ^

процесс производства

переточка

процесс производства

'процесс про-^ Іизводства

ремонт (восстановление)

^

Первоначальная стоимость инструмента

Затраты на 'переточку

Затраты на ремонт (восстановление)

Перенесенная Затраты на Ликвида-стоимость /—переточку ционная

стоимость-

Рис. 1.3. Схема образования: а) срока службы инструмента и б) затрат в процессе эксплуатации

номенклатура его очень большая, что затруднило бы его бухгалтерский учет при переводе в основные фонды. Однако, многие авторы flI6, 144, 169] признают спорным факт отнесения инструмента к оборотным фондам: "... выступает ли известная потребительная стоимость в качестве сырого материала, средств труда или продукта, это всецело зависит от ее определенной функции в процессе труда..."[I, с.193-194]. Следовательно, не разница в стоимости инструментов и не относительный срок службы обуславливает отнесение и учет их в разных видах производственных фондов.

Справедливо считает автор [169], что инструменты многократного, длительного пользования являются орудиями труда и независимо от цены должны учитываться в составе основных фондов.

Согласно данным [26, 144], расходы на инструментальную оснастку в крупносерийном машиностроении достигают 6-Ю % общей суммы затрат на производство, а ее стоимость составляет 25 % и выше суммы оборотных средств и 10-35 % балансовой стоимости производственного оборудования. Несмотря на большие затраты на инструментальное оснащение и его значение, традиционно сложилось отношение к нему, как к вспомогательному, а следствием этого является недостаточная разработка вопросов, связанных с обеспечением производства инструментами, отсутствие нормативно-технической документации, учета и контроля.

Продолжим рассмотрение схемы на рис. 1.3. Производительное потребление инструмента происходит только в процессе производства и определяет количественные и качественные характеристики использования инструмента. Общей длительностью пребывания в процессе производства определяется срок службы инструмента. Из схемы видно, что объективно необходимы затраты времени на переточку, ремонт и восстановление, а также затраты времени, обусловленные организацией производства, т.е. время на доставку, транспортировку,

- 29 -сортировку, складирование, технический контроль и так далее. На схеме такие затраты времени обозначены точками. Суммарное время участия в производственном процессе, восстановления потребительных свойств и время, определяемое организацией производственного процесса, представляет собой время пребывания в производстве. Назовем это время циклом жизни инструмента в эксплуатации. Действительно, с момента приобретения инструмента или собственного изготовления и до его выхода из сферы эксплуатации инструмент последовательно претерпевает определенные изменения, которые носят закономерный характер и в ходе которых осуществляются затраты на производство,происходит изменение материально-вещественной формы.

В экономической литературе понятие цикличности - общепризнанный факт, который основывается на положениях и выводах марксистско-ленинской экономической науки. В трудах классиков широко используется идея цикличности, повторяемости, периодичности, кругооборота производства.

К.Маркс не только обнаружил механизм процесса развития производства, но и установил общую закономерность его функционирования в известной формуле: "Какова бы ни была общественная форма процесса производства, он во всяком случае должен быть непрерывным, т.е. должен периодически все снова и снова проходить одни и те же стадии" [I, с.577]. И далее, уточняя мысль о цикличности производственного процесса, постоянстве последовательной смены одной его стадии другой, К.Маркс развивает ее и дает следующую характеристику экономического механизма цикличности элементов производства: "... в том случае, если средства производства, т.е. средства труда, сырые и вспомогательные материалы в натуральном выражении, потребленные в течение, например, года, замещаются равным количеством новых экземпляров того же рода; это последнее отделяется от годовой массы продуктов и снова входит в процесс

- зо -

производства" [і, C.577J. К.Маркс подразделял циклы производства на стадии и фазы. В главе IX второго тома "Капитала" в отношении циклов оборота основного капитала вводятся понятия "продолжительность жизни", "истечение срока его жизни", "время оборота". В общем слзгчае цикл в экономике, организации и управлении предприятий представляет собой совокупность каких-либо экономических явлений, работ, процессов, совершающих законченный круг развития производства в течение какого-либо промежутка времени. Важность исследования экономически обоснованных циклов жизни элементов производства понятна: это своего рода "часовой механизм" в экономическом механизме функционирования предприятий и объединений, потому что они задают временной ритм их жизни. Поскольку в производстве существует система взаимозависимых циклов, постольку необходимо иметь научную систему учета, анализа, планирования, нормирования, регулирования циклов жизни элементов производства с целью их синхронизации.

Цикл жизни инструмента в эксплуатации является основополагающей величиной при расчете потребности, обосновании нормы расхода и управлении потребностью. Из рис. 1.3 а) наглядно определяются элементы цикла жизни в эксплуатации, а также, одновременно, и источники сокращения цикла, а значит и уменьшения потребности, ускорения оборачиваемости и повышения технико-экономических показателей работы предприятия (объединения). Прежде всего, основным элементом цикла является срок службы. Экономическое обоснование его величины представляет собой самостоятельную сложную задачу, некоторые подходы к решению ее будут представлены в следующей главе. Только после решения этой задачи открывается возможность определения и обоснования производственных мощностей инструментальных цехов, заточных, ремонтных отделений, расчета численности различных категорий рабочих.

- ЗІ -

Следующим элементом цикла жизни является время, связанное с доставкой, транспортировкой инструментов. Время от момента приобретения инструмента до первого поступления в процесс производства часто зависит от ритмичной работы поставщиков или инструментального цеха, организации инструментального хозяйства предприятия и определяет величину запаса инструмента в центральном инструментальном складе. Величина запаса обычно является (функцией суточного расхода инструмента. По данным [59], величина запаса инструментов на ЦИСе порой колеблется от 0,5 до Z годичного запаса, что объясняется отсутствием обоснованных методов расчета расхода инструментов. Время ожидания переточки или ремонта (восстановления) определяется организационными условиями и представляет собой существенный резерв сокращения времени цикла. На сокращение этого времени должны быть направлены мероприятия по улучшению планирования и управления производством. Кроме организационных факторов, на продолжительность этого времени оказывает влияние пропускная способность заточных и ремонтно-восстановительных отделений, которая, в свою очередь, тоже должна определяться величиной расхода инструмента.

Таким образом, длительность цикла жизни инструмента в эксплуатации, а значит и потребность в нем, определяются сроком службы. Необходимо отметить, что длительность срока службы инструмента имеет вероятностную природу, что значительно усложняет все расчеты и обусловливает необходимость вероятностного подхода к определению потребности.

І.І.5. Как вытекает из вышеизложенного, улучшение планирования, управления инструментального производства и хозяйства требует создания более сложной системы, чем существующая.

Как известно, познание сущности явлений не имеет ценности, если полученные результаты не позволяют управлять познанными про-

цессами.

Планирование и управление потребностью в режущем инструменте - сложный стохастический процесс, требующий соответствующего подхода. В его основе лежит следующая логическая цепочка: прогнозирование срока службы инструмента - определение норм расхода - расчет потребности. Несмотря на децентрализованное производство инструмента, управление и планирование должно быть централизованным не только на высших уровнях. Имеется то общее для любых предприятий, которое объединяется единой целью и составляет определенную систему. Такую систему необходимо определить и сделать типовой. Поскольку в литературе многие термины трактуются по разному, возникает необходимость объяснения их смысла, вкладываемого в настоящей работе.

Во-первых, необходимо сформулировать цель прогнозирования потребности. Понятия цели давали многие ученые, философы. В настоящей работе принято понятие, данное К.Марксом и Ф.Энгельсом: "Цель - обозначение предвосхищения в создании некоторого результата, на достижение которого направлены или будут направлены действия субъекта, носителя этой цели" [3, с.718-719].

В соответствии с этим определением результатами прогноза является величина потребности. Достижение цели требует ресурсов. Под ресурсом можно понимать все, что лежит в основе достижения цели [88]. Поскольку основной целью является процесс прогнозирования потребности, постольку ресурсом может быть только информация.

Понятие системы также не однозначно трактуется в литературе. Поэтому здесь и в последующих главах под системой мы будем понимать комплекс взаимосвязанных элементов, образующих определенную целостность [88]. Такое определение удобно для настоящей работы, так как другая цель состоит в определении системы прогнозирования.

Чтобы определить систему, необходимо обозначить элементы и

связи между ними. Существующая система управления и планирования потребности в инструменте слишком проста, чтобы справиться с фактической сложностью возникающих на практике задач. Это значит, что нарушается известный в кибернетике закон необходимого разнообразия. Суть его формулируется следующим образом [27]: "Только разнообразие уничтожает разнообразие".

Это значит, что для управления системой, которая обладает некоторым разнообразием, система управления должна быть достаточно сложной, чтобы справиться с разнообразием окружающей среды.

Для данной работы элементами системы могут быть, например, затраты живого и овеществленного труда: сумма затрат живого труда основных рабочих, наладчиков, заточников, рабочих, занятых производством инструмента. К затратам овеществленного труда следует отнести стоимость оборудования, переносимую на себестоимость продукции по всем категориям названных рабочих, а также расходы на режущий инструмент. Для того, чтобы определить систему полностью, необходимо еще выявить связи между элементами. Эти связи могут носить различный характер. В данной проблеме, которая касается прогнозирования потребности в инструменте, такие связи, как выше было установлено, имеют информационный характер.

Другим фундаментальным принципом кибернетики является принцип обязательности обратной связи. Этот принцип, относительно легко реализуемый в технике, всегда представляет проблему при организации управления экономическими системами.

Управление в экономике должно иметь гомеостатическую природу [27]. Явление гомеостата имеет следующее определение: гомеостат -это такое расширенное понятие машины, которая поддерживает переменные параметры в заданных пределах за счет саморегулирования [27].

Это значит, что для обеспечения процесса саморегулирования необходимо спроектировать механизм обратной связи. Поскольку любая

- 34 -система прогнозирования призвана предвосхищать течение событий с упреждением [27], постольку важна организация системы непрерывного прогнозирования, что согласуется с современными требованиями к осуществлению прогнозов [120]. Тогда основной целью механизма обратной связи должны стать непрерывные (или периодические) сбор и обработка статистики. Только при этих условиях можно добиться постоянного уточнения результатов прогнозирования.

Поскольку в основании логической цепочки образования потребности лежат нормы расхода инструмента, появляется еще одна цель, которая согласуется с современной теорией прогнозирования. Нормы расхода являются плановой мерой максимально допустимых материальных затрат и составляют расчетную основу планирования распределения материальных ресурсов на всех уровнях [97]. Мера расхода определяется путем усреднения: чаще всего как среднеарифметическое и реже как математическое ожидание. Современная теория статистической обработки информации дает возможность по-иному определять меру расхода, а значит и потребность [104]. Более того, любая измеряемая величина, если она является мерой, должна иметь допуск на отклонения. Величина допуска характеризует степень неопределенности прогнозов, что является непременным требованием в теории прогнозирования, а кроме того, характеризует в комплексе уровень организации производства и труда на предприятиях. Практическая реализация этой цели осуществлена в главе 3.

Система прогнозирования потребности в режущем инструменте вырабатывает варианты организации производства (предплановые решения); по каждому варианту осуществляется планирование; варианты плана оцениваются и осуществляется выбор (функция управления).

- 35 -1.2. Анализ факторов, определяющих потребность в процессе эксплуатации инструментов

I.2.I. Формирование потребности предприятия в инструменте определяется условиями его эксплуатации в процессе производства на рабочих местах и характеризуется сроками службы.

Срок службы инструментов определяется видами отказов и их сочетаниями во времени после первой, второй и так далее переточек. В экономической и технической литературе срок службы инструмента выражается как сумма периодов стойкости Тстч между переточками:

Клер

^{Тел = z: Тсті (і.і)}

где \і пер - количество допустимых переточек до сдачи инструмента в металлолом. Общеизвестно, что параметр Тстч - вероятностная величина. По данным ["37] и нашим наблюдениям величина стойкости между переточками колеблется в широких пределах: отношение максимальной стойкости к минимальной колеблется от I до 100. Параметр К пер тоже вероятностная характеристика; попытки учитывать ее величину с помощью коэффициента случайной убыли Ку<э искажают сущность экономических явлений, так как вероятностная задача необоснованно заменяется детерминированной. Поэтому использование для расчетов зависимости (I.I) неадекватно отражает сущность процесса появления и нарастания экономических затрат в динамике, связанных с процессом эксплуатации инструментов. Приближения модели к реальным процессам можно добиться, если стойкость характеризовать вектором:

Тст =f(Tn.u ,Тп ,Тр) (1.2)

где Тй.и - средняя стойкость инструмента при нормальных износах; Тп - средняя стойкость поломок;

- 36 -Tp - средняя стойкость поломок с последующим восстановлением (ремонтом) инструмента.

Общий объем затрат в технологической себестоимости, приходящийся на расходы, связанные с отказами режущих инструментов,сильно колеблется и составляет 5 % * 50 %. По данным [37], удельный вес поломок достигает 0,4 от общего числа отказов инструментов, а по нашим данным наблюдений за работой станков с ЧПУ для труднообрабатываемых материалов поднимается иногда до 0,8.

Эти статистические результаты характеризуют объективную картину колебания стойкостей, но не исчерпывают сложность возникающих задач прогнозирования срока службы инструментов. В (1.2) вектор стойкости и параметр К. пер в (I.I) имеют причинно-следственную связь. С ростом удельного веса отказов из-за поломок уменьшается количество переточек; отказы из-за поломок могут наступать после 1-й, 2-й и так далее переточек. Поэтому движение разных видов отказов за срок службы инструментов взаимосвязано, а эти взаимосвязи, как процесс, определяют реальный расход. В общем виде этот процесс можно представить деревом логических возможностей. На рис. 1.4 каждый ряд дерева строится в зависимости от вида отказа, а количество рядов соответствует сроку службы инструмента при самом благоприятном исходе. Событие П на дереве означает вовлечение в производство нового инструмента из-за прекращения срока службы предыдущего; событие Р уменьшает К.пер по сравнению с нормативной величиной и образует свой, специфический подпроцесс.

Таким образом, срок службы инструмента имеет сложную структуру, которую можно характеризовать сочетаниями возможных исходов Н.И, Л , Р при соответствующих сроках службы с вероятностями Рн.м, рп , Рр . Эти параметры, в свою очередь, оказывают влияние на срок службы через колебания количества переточек (С пер, поломок К пол и ремонтов Крем. Поэтому задача прогнозирования заключается в

том, чтобы на основании закономерностей развития процессов определять вероятную величину срока службы инструментов.

Рис. 1.4. Дерево логических подпроцессов,

составляющих срок службы ИМ- отказ из-за нормального износа; П - отказ из-за поломки без последующего

восстановления; г - отказ из-за поломки с последующим

восстановлением

Анализ экономической и технической литературы показывает, что такая постановка задачи прогнозирования потребности инструментов не ставилась. Этот же анализ позволяет утверждать, что в литературе отсутствуют необходимые данные для решения таких задач. В связи с этим является необходимым проведение собственных статистических исследований и построение моделей непрерывного прогнозирования.

Построение системы непрерывного прогнозирования вытекает еще из объективных трудностей получения всей информации в лабораторных условиях. Большая номенклатура инструментов в сочетаниях с различ-

- 38 -ными обрабатываемыми материалами, типами станков и организационно-техническими условиями предприятий делает проблему получения качественной информации в лабораторных условиях практически не-разрзшимой. Минимальное количество информации, которое необходимо полутать для одного инструмента в одном ряду дерева (см. рис.1.4), требует проведения 3 х 3 х 5 = 45 экспериментов. С учетом развития процесса (при Клер= 10) число вариантов возрастает до 45+45-3³+...+45.З¹⁰.

Поэтому реальной возможностью получения необходимой информации является путь организации подсистемы связи действующих процессов с моделями прогнозирования, так как в настоящее время ежедневная эксплуатация многомиллионного парка станков не используется как источник информации. Поэтому кроме задачи прогнозирования необходимо решать задачу сбора и обработки статистики непосредственно с рабочих мест.

1.2.2. Рассмотрим факторы, влияющие на срок службы инструмента, а значит и на потребность в нем.

По степени определенности все факторы разделяются на детерминированные и стохастические. Такое разделение зависит от постановок задач прогнозирования потребности и сложившегося уровня знаний о происходящих процессах. Построение системы непрерывного прогнозирования позволяет изменить традиционные подходы и увеличить точность прогнозов.

На величину потребности оказывают влияние экономико-организационные и технико-технологические факторы. Многими из них можно управлять в производственных условиях, а значит и регулировать потребность.

Среди экономико-организационных факторов следует выделить применяемые системы замены и восстановления инструментов; системы обслуживания рабочих мест, тип производства, квалификацию заточни-

-ЗЭ-ков, станочников, наладчиков.

На машиностроительных заводах применяются различные системы организации замены, переточки и восстановления режущих инструментов.

При индивидуальных заменах полностью используются режущие свойства инструмента во времени, но при этом увеличивается вероятность поломок и уменьшается общее количество переточек из-за снятия больших слоев металла (припуска) при переточке. Числовых данных об эффективности этого способа организации нет. С одной стороны, потребность в инструментах уменьшается за счет увеличения параметра Тн.и ; с другой - уменьшается количество К пер и возрастает удельный вес Рп . Существует некоторое компромиссное решение, дающее оптимальную потребность в инструменте, поиск которого должен предусматриваться в системе прогнозирования.

В организации производства среди принудительных систем замены известны: замена инструментов на станке по мере выхода из строя одного из них; замена всех инструментов через расчетный интервал времени; замена отдельных блоков через расчетные интервалы времени или по мере выхода из строя одного из них. В этих случаях срок службы измеряется количеством расчетных интервалов времени или минимальной стойкостью одного из инструментов. Потребность уменьшается из-за уменьшения удельного веса поломок и увеличения количества переточек до сдачи инструментов в металлолом; фактором, способствующим возрастанию потребности, является недоиспользование режущих свойств, то есть уменьшение времени Ти.ц.

Включение в задачу прогнозирования различных организационных систем замены инструментов увеличивает число подзадач и позволяет управлять этими организационными мероприятиями.

По степени участия в замене инструментов и их регулировке следует выделить два случая: замена осуществляется основными рабо-

- 40 -чими или вспомогательными. В обоих случаях за время простоя необходимо рассчитывать соответствующие расходы; в первом случае требуется более квалифицированный труд операторов; во-втором - менее квалифицированный, но с привлечением наладчиков. Кроме этого, процесс замены, особенно принудительной, часто сопровождается целым рядом подготовительных работ в инструментальном хозяйстве по настройке блоков инструментов на размер.

Условия переточки инструментов также влияют на потребность. Децентрализованная заточка часто ухудшает первоначальные качественные показатели режущих инструментов, уменьшает их стойкость, увеличивает разброс стойкостей и сокращает количество допустимых переточек. Потребность в инструменте увеличивается за счет перечисленных факторов; кроме этого, оборудование простаивает не только время замены, но еще и время переточки.

Централизованная заточка, как правило, улучшает качественные показатели инструментов, уменьшает потребность и увеличивает коэффициент использования оборудования, но требует больших вложений денежных средств и трудовых ресурсов в организацию заточных цехов, а также организацию страховых запасов инструментов на рабочих местах.

Системы обслуживания рабочих мест заготовками и инструментами изменяют условия использования инструментов во времени, но не влияют на величину потребности.

Условия производства, как фактор расхода инструмента, оказывают решающее значение на потребность. В массовом и крупносерийном производствах используется парк специальных станков и линий; в последних концентрируется большое число инструментов (до 4000 в одной линии) при параллельной их работе. В этих условиях достигается максимальная плотность использования инструментов по времени резания и по календарному фонду. Вместе с тем, отказ одного инст-

- 41 -румента вызывает простой всей линии, если станки жестко связаны транспортом; в линиях с гибкой связью при отказе останавливается участок.

Большие сроки подготовки производства новой продукции в массовом производстве (до 5 лет и более) позволяют тщательно готовить технико-экономические решения, которые носят прогнозный характер. В ходе производства появляется возможность собирать обширный статистический материал и не только корректировать входную информацию в модели прогнозирования, но и управлять организационно-техническими мероприятиями.

В условиях мелкосерийного производства его подготовка ведется несколько месяцев; большая сменяемость номенклатуры продукции вызывает необходимость использования не только универсального оборудования, станков с ЧПУ, которые эксплуатируются индивидуально или связаны в участки, линии, управляемые от ЭВМ. Перспективным является направление создания ПАЛов (переналаживаемых автолиний). В любом случае, однако, определение потребности в режущем инструменте сопряжено с рядом трудностей. Среди них: небольшие объемы выборок, дающих приближенное представление о сроках службы инструментов при статистических исследованиях; иной путь протекания срока службы инструментов (чем в массовом производстве). Оба обстоятельства увеличивают неопределенность прогнозных решений.

Срок службы инструмента ~Гсл характеризуется в мелкосерийном производстве еще и тем, что неотказавший инструмент может использоваться для обработки деталей других наименований без переточки или с переточкой. Поэтому процесс образования периода Тел отличается от изображенного на рис. 1.4. На рис. 1.5 представлен такой процесс. Его особенностью является то, что период работы до переточки укладывается на дереве не в один ряд, а в несколько. Можно принять, что количество рядов в таком цикле равно двум, так как

- 42 -после второй обработанной партии деталей инструмент, как правило, перетачивается.

/ н.и Тп

Рис. 1.5. Цикл работы инструмента до переточки. Обозначения: Тэ.п - время обработки первой партии деталей с последующей переточкой; ТЭ.&п - время обработки партии без последующей переточки

Для случая на рис. 1.5 можно принять, что события I Э.п и 1Э.5. П равновероятны. При выполнении конкретных расчетов и анализе заготовки эта неопределенность полностью устраняется. Так, если известно, что следующая партия деталей может обрабатываться тем же инструментом с переточкой, то случай на рис. 1.5 сводится к случаю на рис. 1.4; если имеет место исход Т3.5. П , то первая ветвь на дереве (исход Тэ.п) не нужна. Далее цикл повторяется.

В условиях мелкосерийного производства правомочен и другой подход, если для целей календарного планирования задана последовательность обработки партий деталей разных наименований. Тогда суммарное время обработки деталей из одних марок обрабатываемых материалов позволяет определить на этом времени периоды стойкости; при этом появляются особенности прогнозирования величины таких периодов, которые будут рассмотрены в следующей главе.

Квалификация станочников, наладчиков, заточников и оснащен-

- 43 -ность рабочих мест, позволяющие качественно выполнять наладку инструмента на обработку или переточку, влияют на величину периодов стойкости и разброс текущих значений. По данным f69], несимметричность режущих лезвий при заточке сверл или неточное фиксирование инструментов при обработке увеличивают разброс значений стой-костей в десятки раз при одновременном уменьшении абсолютных значений в несколько раз. Поэтому изменения в квалификации оказывают влияние на потребность в вероятностном плане.

Таким образом, экономико-организационные факторы можно подразделить по степени управляемости на неуправляемые и управляемые. Среди последних следует выделить выбор систем замены режущих инструментов, заточки, повышение квалификации кадров и внедрение средств автоматизации, механизации при выполнении регулировочных и заточных работ.

1.2.3. Среди технико-технологических факторов, влияющих на потребность, следует выделить возраст оборудования, уровень применяемой интенсивности обработки, обоснованность технологических решений, степень концентрации инструментов в операциях, качество инструмента. Состояние станочного парка, возраст оборудования, жесткость узлов оказывают влияние на стойкость инструмента, на частоту отказов. Поэтому особенно актуальны в этом плане вопросы, связанные с управлением обновления машинного парка. Ухудшение условий эксплуатации инструментов приводит к увеличению потребности в нем, что должно найти отражение в сроках ремонта, модернизации и замены оборудования. Уменьшение припусков на обработку в результате максимального приближения конфигурации заготовки к форме готовой детали - тоже действенный путь к снижению потребности в инструменте. И, наоборот, большие припуски ухудшают условия эксплуатации оборудования, приводят к преждевременному его износу и повышенному расходу инструмента.

Сочетания инструментальных и обрабатываемых материалов играют важнейшую роль как в плане формирования величины отказов, так и в плане уровня интенсивности обработки. Так, переход от инструментов из быстрорежущей стали к твердосплавным или минерало-кера-мическим позволяет увеличить режимы резания на порядок при одной и той же стойкости [134].

По результатам исследований специалистов в области теории резания и технологии машиностроения, период стойкости - случайная величина, подчиняющаяся различным законам распределения. По данным [38, НО], это ^-распределение; по данным [50, 69]- нормальный закон распределения; по данным [55] - распределение Вейбула. Более того, по результатам исследований [131], законы распределения могут меняться от переточки до переточки. Зарубежные авторы предпочтение отдают закону Вейбула-Гнеденко [173, 174, 175, 17б] .

Кроме того, на срок службы инструмента оказывают влияние факт многоинструментности, концентрация и последовательность работы инструментов во времени [6IJ. Влияние этого фактора на потребность совершенно не изучено.

Наибольшее влияние на потребность оказывает интенсивность обработки. Еще в начале XX века такая задача ставилась как экономическая американским инженером Тейлором. Вследствие того, что стойкость инструмента и основной параметр интенсивности - скорость резания связаны степенной зависимостью, искался оптимум одного из параметров. Так, при

и увеличении 1Ґ в 2 раза, время Т" уменьшается в 2 раз. Вследствие этого, резко возрастают затраты времени на замену инструмента, увеличиваются объемы работ наладчиков и заточников.

Увеличение интенсивности обработки за счет подач <> , глубин

- 45 -резения t также уменьшает срок службы инструментов по степенной зависимости.

В экономической литературе подробно рассматривалась задача оптимизации режимов резания. В работах К.М.Великанова и В.И.Новожилова доказано, что это экстремальная экономическая задача, в которой при оценке решений по различным показателям получается разный результат [30]. К таким показателям относятся народнохозяйственные, приведенные затраты, себестоимость, прибыль, штучное время, производительность и другие.

Имеются расхождения и в выборе математического аппарата: одни авторы предлагают использовать линейное программирование [49]; другие - выпуклое [140]; третьи - методы последовательного поиска экстремума (в частности - метод Кифера) [43].

Независимо от имеющихся подходов к постановкам и методам решения таких задач, поиск экстремума позволяет изменять срок службы инструментов в несколько раз.

В перечисленных источниках не затрагивались вопросы управления потребностью в режущем инструменте. Сущность такого управления состоит в выборе вариантов интенсивности эксплуатации инструментов. Для дорогих или дефицитных инструментов, время работы которых: не лимитирует выпуск продукции, существует такая интенсивность, которая дает минимум расхода инструмента. И, наоборот, для расширения "узких мест" можно идти на повышенный расход, так как экономия на инструменте может быть ниже, чем издержки производства из-за невыполнения плана.

Оптимальная потребность расположена в области, ограниченной с меньшей стороны минимальным значением, достигающимся на режимах минимального расхода инструмента; с большей стороны - на режимах максимальной производительности. Поиск экстремума таких функций позволяет изменять срок службы инструмента.

Таким образом, все технико-технологические показатели служат ограничениями при решении экономических задач: задают области изменения переменных, закономерности таких изменений.

Сложность задач управления потребностью резко возрастает при рассмотрении случаев эксплуатации инструментов на многоинст-румєінтньїх станках и линиях. Для установления типов задач в главе 3 проведены исследования по установлению видов функции. Эти исследования и положены в основу управления потребностью с учетом техкико-технологических ограничений.

Уменьшение расхода и потребности в инструменте - важнейшая задача для промышленных предприятий, но она не может решаться изолированно, так как основная цель предприятия - выполнение плана Еыпуска продукции. Поэтому такую задачу нельзя ставить и решать вне связи с основным производством. В силу этого общая постановка задачи может быть сформулирована, как задача минимизации приведенных затрат для разных случаев учета экономико-организационных и технико-технологических факторов.

Среди экономико-организационных факторов, таких как системы замены и переточки инструментов, меняется структура критериев оптимальности и появляются ограничения по численности вовлекаемых трудовых ресурсов. Задача решается столько раз, сколько имеется различных вариантов. Каждая задача по каждому варианту сопровождается еще поиском оптимума потребности за счет изменения параметров, характеризующих интенсивность обработки. В результате имеется несколько вариантов планов и организации производства, среди которых и осуществляется выбор.

В силу изложенного, возникает проблема не просто поиска результата, обеспечивающего оптимум потребности в основной задаче, а обоснования целой системы задач, выделенных в отдельную подсистему прогнозирования.

- 47 -2. МОДЕЛИ ПРОЦЕССОВ ОБРАЗОВАНИЯ ПОТРЕБНОСТИ В ИНСТРУМЕНТАХ

2.1. Технико-экономический анализ образования потребности в инструменте

2.I.I. Общая потребность в режущем инструменте на уровне предориятия характеризуется определенной номенклатурой и объемами. Номенклатура формируется на основании спроектированных технологических процессов, а объемы - программой выпуска деталей и целым рядом экономико-организационных причин.

Для предприятий совершенно необходимо четкое разделение режущих инструментов по типам, видам, размерам, геометрии и маркам инструментальных материалов, так как валовое количество не характеризует качественную сторону потребности. Общий объем и номенклатура так или иначе распределяются для каждого рабочего места при обработке деталей любого наименования.

Подход к определению потребности в инструменте определенного типоразмера и вида может быть сформулирован на основании анализа процессов расхода в плане физического выбытия и в разрезе обеспечения бесперебойного снабжения рабочих мест.

Проанализируем общеизвестный нормативный подход в сопоставлении с реальным процессом протекания расхода и формирования потребности.

Предположим, что известна величина партии инструмента АІ для выполнения производственной программы /чд с временем резания t р . Эта величина может быть определена как:

л/ - ML. ₌ Мр Ил

где Тел - срок службы инструмента до сдачи его в металлолом; ~Г - нормативная стойкость инструмента до переточки; |{пер- количество допустимых переточек;

- 48 -KyS - коэффициент случайной убыли из-за поломок.

Реальный процесс расхода сложнее. После приобретения (или изготовления) партии одинаковых инструментов часть их нормально изнашивается и поступает на переточки. Вторая часть может ломаться так, что режущие свойства инструментов восстановить нельзя и последние поступают в металлолом. Третья часть партии отказывает из-за поломок, но режущие свойства таких инструментов восстанавливаются после ремонта. В результате партия нового инструмента после первого отказа перераспределяется на три партии: /\/и - отказавшие инструменты из-за закономерного износа;Wn - из-за поломок с передачей в металлолом; л/р - из-за поломок с передачей в ремонт.

Существуют различные формы использования инструментов. Одна из них - когда инструменты не перетачиваются и не восстанавливаются. Эта форма использования инструментов встречается на некоторых предприятиях и сочетается с принудительными и непринудительными системами замены.

Существуют формы использования инструментов с переточками, но без организации ремонтов и восстановлений при централизованных и децентрализованных системах переточки с принудительными и непринудительными системами замены.

Наиболее распространенными являются формы организации заточек, ремонтов, восстановлений в сочетании с приведенными системами переточек и замен.

Анализ процессов расхода инструментов усложняется в зависимости от изменения форм их использования, при уменьшении партий и трудоемкостей обработки деталей в основных цехах.

2.1.2. Рассмотрим процессы эксплуатации без организации переточек, ремонтов, восстановлений и непринудительных систем замены. Для рассматриваемой формы величину потребности можно определить из следующих рассуждений. Примем Ти А/и⁺Т« Л/п + Т_Р Мр -Фин (А) .

- 49 -время, отработанное Wu+/Vn+/vp=/v инструментами, где lu , 1л , Тр - стойкости инструментов, распределившихся в партии /V до износа, поломки и поломки с последующим ремонтом. Тогда ф fa = К- - количество партий инструментов из А штук,

которое необходимо для обработки в течение времени , и искомая потребность

^NnmV TuWu+TnA/n+TpA/p ⁽²'²⁾

В (2.2) неизвестными величинами являются Ты , In , 1р , Ли , ^^И , ^*Р . Все эти данные можно получить лишь только после статистической обработки наблюдений.

Анализ факторов, определяющих потребность в процессе эксплуатации инструментов

Формирование потребности предприятия в инструменте определяется условиями его эксплуатации в процессе производства на рабочих местах и характеризуется сроками службы.

Срок службы инструментов определяется видами отказов и их сочетаниями во времени после первой, второй и так далее переточек. В экономической и технической литературе срок службы инструмента выражается как сумма периодов стойкости Тстч между переточками:

где \і пер - количество допустимых переточек до сдачи инструмента в металлолом. Общеизвестно, что параметр Тстч - вероятностная величина. По данным ["37] и нашим наблюдениям величина стойкости между переточками колеблется в широких пределах: отношение максимальной стойкости к минимальной колеблется от I до 100. Параметр К пер тоже вероятностная характеристика; попытки учитывать ее величину с помощью коэффициента случайной убыли Ку э искажают сущность экономических явлений, так как вероятностная задача необоснованно заменяется детерминированной. Поэтому использование для расчетов зависимости (I.I) неадекватно отражает сущность процесса появления и нарастания экономических затрат в динамике, связанных с процессом эксплуатации инструментов. Приближения модели к реальным процессам можно добиться, если стойкость характеризовать вектором:

Тст =f(Tn.u ,Тп ,Тр) (1.2) где Тй.и - средняя стойкость инструмента при нормальных износах; Тп - средняя стойкость поломок; p - средняя стойкость поломок с последующим восстановлением (ремонтом) инструмента.

Общий объем затрат в технологической себестоимости, приходящийся на расходы, связанные с отказами режущих инструментов,сильно колеблется и составляет 5 % 50 %. По данным [37], удельный вес поломок достигает 0,4 от общего числа отказов инструментов, а по нашим данным наблюдений за работой станков с ЧПУ для труднообрабатываемых материалов поднимается иногда до 0,8.

Эти статистические результаты характеризуют объективную картину колебания стойкостей, но не исчерпывают сложность возникающих задач прогнозирования срока службы инструментов. В (1.2) вектор стойкости и параметр К. пер в (I.I) имеют причинно-следственную связь. С ростом удельного веса отказов из-за поломок уменьшается количество переточек; отказы из-за поломок могут наступать после 1-й, 2-й и так далее переточек. Поэтому движение разных видов отказов за срок службы инструментов взаимосвязано, а эти взаимосвязи, как процесс, определяют реальный расход. В общем виде этот процесс можно представить деревом логических возможностей. На рис. 1.4 каждый ряд дерева строится в зависимости от вида отказа, а количество рядов соответствует сроку службы инструмента при самом благоприятном исходе. Событие П на дереве означает вовлечение в производство нового инструмента из-за прекращения срока службы предыдущего; событие Р уменьшает К.пер по сравнению с нормативной величиной и образует свой, специфический подпроцесс.

Таким образом, срок службы инструмента имеет сложную структуру, которую можно характеризовать сочетаниями возможных исходов Н.И, Л , Р при соответствующих сроках службы с вероятностями Рн.м, рп , Рр . Эти параметры, в свою очередь, оказывают влияние на срок службы через колебания количества переточек (С пер, поломок К пол и ремонтов Крем. Поэтому задача прогнозирования заключается в том, чтобы на основании закономерностей развития процессов определять вероятную величину срока службы инструментов.

Анализ экономической и технической литературы показывает, что такая постановка задачи прогнозирования потребности инструментов не ставилась. Этот же анализ позволяет утверждать, что в литературе отсутствуют необходимые данные для решения таких задач. В связи с этим является необходимым проведение собственных статистических исследований и построение моделей непрерывного прогнозирования.

Построение системы непрерывного прогнозирования вытекает еще из объективных трудностей получения всей информации в лабораторных условиях. Большая номенклатура инструментов в сочетаниях с различ ными обрабатываемыми материалами, типами станков и организационно-техническими условиями предприятий делает проблему получения качественной информации в лабораторных условиях практически не-разрзшимой. Минимальное количество информации, которое необходимо полутать для одного инструмента в одном ряду дерева (см. рис.1.4), требует проведения 3 х 3 х 5 = 45 экспериментов. С учетом развития процесса (при Клер= 10) число вариантов возрастает до 45+45-33+...+45.З10.

Поэтому реальной возможностью получения необходимой информации является путь организации подсистемы связи действующих процессов с моделями прогнозирования, так как в настоящее время ежедневная эксплуатация многомиллионного парка станков не используется как источник информации. Поэтому кроме задачи прогнозирования необходимо решать задачу сбора и обработки статистики непосредственно с рабочих мест.

Классификация задач в системе прогнозирования потребности инструмента

Как следует из предыдущего изложения, прогнозирование потребности образует целую гамму задач, которые можно объединить в систему.

Рассмотрим возникающие задачи от момента организации первого прогноза до создания системы прогнозирования.

Пусть известно, что необходим инструмент для обработки конкретной детали (разных деталей); заданы марки инструментальных и обрабатываемых материалов; программа выпуска деталей; режимы резания 1Ґ , S , і ; нормативная стойкость инструмента Т» , его цена; количество допустимых переточек до полного износа К Пер . Из перечисленной информации параметры Тй и К пер приняты априори, поскольку это случайные величины, которые имеют стохастическую природу. Таким образом, на входе задана информация, первая часть которой не может меняться, а вторая часть по каким-либо признакам определяет сущность стохастической задачи.

В самом деле, если бы значения "Тй и К пер соответствовали действительности, то их произведение (Кпер+ОТк= с/1 - срок службы инструмента, от которого нетрудно перейти к определению потребности. Поскольку это не так, то параметры Т7/іИ Клер необходимо описать как стохастические процессы. На выходе получим срок службы инструмента с определенной степенью вероятности.

Преобразование априорных параметров ЦЛ, К пер в стохастический процесс невозможно без дополнительной, возможно также априорной, информации. Для ее получения необходим прошлый опыт или результаты собственных наблюдений. Кроме этого нужно найти аппарат для описания процесса, определить его тип и закономерности развития.

Все эти исследования над объектом прогнозирования необходимы для построения модели, адекватность соответствия которой реальному процессу является неопределенной и зависит полностью от точности заданной количественной информации. Поэтому для совершенствования модели необходимо спроектировать механизм связи с действующим процессом. Схематично процесс формирования системы задач для оперативных прогнозов потребности в любом, отдельно взятом инструменте, представлен на рис. 2.1. Из этой простой схемы вытекает весь необходимый комплекс исследований. Задача I. Определение априорных значений Ти, к пер , задание вектора возможных состояний по качественным и количественным факторам. Задача 2. Обоснование типа стохастического процесса, изучение закономерностей его развития и связей между параметрами вектора состояний, определение срока службы инструмента. Задача 3. Разработка методики определения потребности в режущем инструменте по его сроку службы и вероятностям различных видов отказов. Задача 4. Организация механизма связи действующих процессов и корректировки количественных значений факторов. Задача 5. Определение рациональной величины лага запаздывания при корректировке количественных значений факторов. Задача 6. Поиск предела насыщения корректирующей информацией входа моделей от механизма обратной связи и возможностей превращения стохастического процесса в детерминированный.

Перечисленные задачи требуют определенного методического подхода к их решению. Этот подход не ограничивается их перечнем и схемой, представленной на рис. 2.1. Факт, например, наличия механизма обратной связи ограничивает действенность системы прогнозирования только количественным изменением вектора возможных состояний. Такая позиция в прогнозировании может быть отнесена к пассивной по отношению к конечному результату - потребности в режущем инструменте. Потребность можно и нужно регулировать не только в плане уточнения предусмотренных в модели количественных значений факторов и качественных состояний. Эффективность прогнозов можно усилить,например, переходом от децентрализованной заточки к централизованной; организацией участка восстановления изношенных инструментов; регулированием параметров режимов резания.

Поэтому, ввиду неразрывной связи задач прогнозирования и управления, первые могут давать не единственное решение, а область возможных решений. Получить область решений можно лишь при выдвижении и обосновании ряда альтернатив, которые предусматривают различные пути достижения цели, или одновременно использовать все возможные пути. С этой точки зрения система задач, объединенная в модель (модели), должна предусматривать реагирование на возможные альтернативы, а последние в этом случае могут рассматриваться как дополнительные факторы или пути, влияющие на потребность в режущем инструменте.

Например, прогноз потребности в инструменте без каких-либо изменений за период упреждения по схеме на рис. 2.1 при заданных инструментальных, обрабатываемых материалах и оборудовании имеет область решений, если варьировать вероятностями отказов из-за поломок. Однако, при стабилизации этих показателей (заданном их количественном уровне) можно получить лишь единственное решение. Если затем выдвигается путь изменения марки инструмента (быстрорежущая сталь на твердый сплав), то можно учесть возможные изменения в потребности в количественном и стоимостном выражении. Аналогично, организация централизованной заточки, участка восстановления инструментов, повышения квалификации заточников, наладчиков, операторов - все это пути изменения потребности. Каждому такому возможному пути необходимо поставить в соответствие параметр или вектор параметров, которые должны учитывать те или иные альтернативы влияния на потребность режущих инструментов.

Исследование типов стохастических процессов расхода режущих инструментов

Такая замена характеристик является равноценной, поскольку удельные веса фиксируются для инструментов с разными циклами обращения; за счет этого отражаются реальные условия использования инструментов.

В данном параграфе исследуется второй уровень - определяются типы стохастических процессов на основании изучения их структур для известных величин Тй, (и , Тр , Ра, Рл , рр .

Рассмотрим общие положения построения деревьев логических возможностей, временно абстрагируясь от экономического смысла удельных характеристик. В каждом конкретном случае дерево строится так, что отражает какой-либо процесс. Из каждой точки ветвления выходит пучок ветвей с возможными исходами: И »П Р » тогда ра + pn + рР = 1

Каждый ряд дерева описывает период работы между переточками. Количество переточек К пер= К - число рядов на дереве, как исходное множество, а К пер - величина, которую нужно определить.

Деревья логических возможностей могут описывать разные процессы. Например, рабочему выдан один инструмент, который до первой переточки может отказать из-за события /[ с вероятностью ри ; события П с вероятностью Рп и из-за г с РР . Если инструмент от-

казал с событием И , то в зависимости от системы заточки логика процесса может меняться.

При централизованной заточке логика следующая: если имели место события И , I I , М , то инструмент отправляется на переточку и необходимо пополнение в запасе. В противном случае процесс будет прерван. На рис. 2.2 представлено такое дерево.

На рис. 2.2 число рядов равно количеству циклов работы; дерево имеет возможность развития до окончания срока службы инструмента. После первого отказа необходим другой инструмент. Отказ из-за поломки прекращает поступление инструмента в инструментальный цех и непрерывность обработки обеспечивается из страховых фондов. Количество переточек в этом случае равно нулю. Отказ из-за события П вызывает ремонт, но число переточек резко уменьшается, например, в п раз после каждого исхода К , или остается на прежнем уровне.

Таким образом, процесс службы инструментов на дереве при централизованной заточке зависит от следующих тенденций: сколько новых инструментов необходимо иметь на рабочем месте для компенсации поломок и обеспечения непрерывности работы; как уменьшает число пєіреточек количество ремонтов.

Рассмотрим некоторые общие положения, определяющие типы стохастических процессов [70J

Определение I. Пусть 5t, 5Z . ..5r j есть множество возможных состояний некоторой системы; система характеризуется одним и только одним из этих состояний в каждый момент времени. С течением времени она переходит последовательно из одного состояния в другое. Каждый такой переход называется шагом процесса. Вероятность того, что система переходит из состояния bL в состояние $j , зависит от состояния i .

Марковская цепь характеризуется тем, что вероятности перехода К) , задающие вероятность перехода системы из состояния I в состояние i- , определяются для всех упорядоченных пар состояний. Кроме того, должно быть задано исходное состояние, в котором, по предположению, находится система в начальный момент времени.

Дерево на рис. 2.2 относится к марковским процессам. Для полного описания такого процесса необходимо знать динамику изменения удеЛЬНЫХ ВеСОВ ГоьЦ , Гор , Гоп , Ki.Uj,, Pu,P, ГСцП ,... .

В настоящее время отсутствуют систематизированные результаты в этой области и, более того, получить их в производственных условиях не представляется возможным. В условиях отсутствия информации необходимо принять вынужденное допущение.

Допущение I. Удельные веса отказов не меняются после переточек. В этом случае удельные веса состояний равны в любом ряду дерева. Поэтому с учетом принятого допущения процесс на рис. 2.2 можно отнести к частному случаю марковских процессов - к процессу с независимыми испытаниями.

Управление потребностью в режущем инструменте

Переход на интенсивный путь развития промышленности страны еще более поднимает роль управления и планирования в народном хозяйстве. Возрастает роль машиностроительных отраслей как основного двигателя прогресса и дальнейшего развития научно-технической революции.

Сложившиеся диспропорции в развитии станкостроения и инструментального производства, децентрализованное изготовление последнего требуют поиска новых возможностей в планировании и управлении.

Предплановые прогнозы в таких условиях играют все большую роль и являются основополагающим началом всех технико-экономических расчетов. Возникает острая необходимость в исследованиях проблем, касающихся поиска тех общих начал в условиях децентрализованного производства инструмента, которые бы объединяли разрозненные способы и методы в целостную систему планирования и управления.

Режущий инструмент, являясь орудием труда и выполняющий непосредственно функцию видоизменения предметов труда, концентрирует в себе все виды капитальных и текущих затрат в процессах эксплуатации или простоев на рабочих местах, участках, цехах предприятий, объединений.

Важность и роль инструментального обслуживания производства общеизвестны, но особенно они стали высоки с увеличением стоимости оборудования. Режущий инструмент по-прежнему остается "узким местом" в процессах обработки металлов резанием, удельный вес которой не уменьшается, а возрастает.

Проведенные в диссертации исследования теоретических и практических проблем направлены на совершенствование относительно самостоятельной системы прогнозирования потребности в режущем инструменте и позволяют сделать следующие основные выводы и предложения:

1. Прогнозирование потребности в инструменте - специфическое направление в теории и практике прогнозирования. Эта специфика оп ределяется тем, что сложившийся сейчас макроподход к прогнозирова нию потребности в режущем инструменте, основанный на изучении тен денции количества потребления инструмента за ряд лет на любом из уровней планирования, не позволяет адекватно отражать всю слож ность экономических процессов, возникающих при потреблении инстру мента, и качественно решать некоторые задачи планирования и уп равления, обусловленные этими процессами. Например, задачи опреде ления численности вспомогательных рабочих, занятых сменой, заточ кой режущего инструмента, подналадкой оборудования из-за режущего инструмента невозможно решать без знания объемов работ. Кроме то го, макромодели не позволяют проанализировать и учесть влияние факторов, определяющих величину потребности. Поэтому проведенный анализ процесса образования потребности позволяет утверждать, что потребность в режущем инструменте на каждом высшем уровне планиро вания представляет собой сумму потребностей на низшем уровне, а изучение взаимосвязи источников образования и удовлетворения по требности приводит к выводу о том, что рабочие места являются ос новным элементом системы прогнозирования потребности в режущем инструменте.

Следовательно, необходимо развивать микроподход к прогнозированию потребности в режущем инструменте, основанный на изучении экономических процессов, происходящих в сфере эксплуатации режущих инструментов.

2. Особенности процессов эксплуатации режущих инструментов заключаются, во-первых: в относительно малом сроке службы по срав нению со сроком службы металлорежущих станков. Во-вторых, величина срока службы инструмента представляет собой вероятностную величину, а в третьих, отказ инструмента не только фактор ненадежности, а с -экономической точки зрения - соответствующие материальные, трудовые и денежные затраты, величина которых определяется многими причинами.

Первая особенность определяет период упреждения прогнозов. Нам представляется, что прогнозирование потребности в инструменте на более длительную перспективу, чем плановый срок выполнения производственной программы, не имеет смысла. Поскольку план на программу меняется в разных условиях производства от нескольких месяцев (мелкосерийное производство) до пяти лет (массовое производство) , постольку эти сроки и являются максимально возможными для перспективного прогнозирования потребности в инструменте.

Вторая особенность определяет неправомочность используемых сейчас детерминированных подходов для прогнозирования потребности в режущем инструменте. В силу большой степени неопределенности возникающих задач при прогнозировании потребности и довольно простых существующих методах их решения возникают просчеты в планировании и управлении, например, наблюдается стремление предприятий, объединений создавать сверхнормативные запасы режущего инструмента, завышать нормы расхода по отдельным номенклатурным группам и т.д., что в конечном счете приводит к снижению эффективности производства. Поэтому объективно необходимо идти на усложнение расчетов, что в условиях применения вычислительной техники соответствует реализации известного в АСУ принципа новых задач.

Похожие диссертации на Совершенствование системы прогнозирования потребности в режущем инструменте (для предприятий, подотраслей и отраслей)

Оптимизация логистической системы группы промышленных предприятий отрасли связи и информатизацииКузнецова Анастасия Александровна

анализ производственно-хозяйственной деятельности предприятий отрасли при помощи устойчивых регрессионных моделей Юдина Вера Васильевна

Система моделей прогнозирования деятельности предприятий и отраслей сферы услугМудунов Абакар Сайфуллаевич

Математические модели оценки инвестиционных рисков предприятий нефтедобывающей отраслиГурьев Игорь Владимирович

Моделирование потребности предприятий и отраслей экономики в трудовых ресурсахЯрошенко, Елена Валерьевна

Моделирование финансового и налогового регулирования на предприятии нефтегазовой отрасли Ефремова Валерия Вячеславовна

Разработка методик количественного анализа эффективности функционирования предприятий, подотраслей и отрасли современной российской электроэнергетикиКарева Анастасия Сергеевна

Совершенствование организации и проектирования информационной базы АСУ (на примере отрасли рыбного хозяйства) Клыго Ольга Владимировна

Совершенствование системы контроля исполнения управленческих решений в условиях автоматизации управления (на примере вузов) Горшков Николай Петрович

Совершенствование системы распределения прибыли на основе использования имитационных моделей Болдырева Наталья Брониславовна