Методы расчета и оценки производительности автоматизированных систем

Производительность определяют количеством годных деталей, из­делий, комплектов, выпускаемых машиной в единицу времени. Время обработки детали машиной является обратной величиной производи­тельности.

При расчете, анализе и оценке производительности автоматизи­рованного оборудования с учетом различных видов затрат времени используют четыре вида (или категории) производительности: техно­логическую, цикловую, техническую и фактическую.

Технологическая производительность — максимальная теоретичес­кая производительность при условии бесперебойной работы машины и обеспечении ее всем необходимым

откуда t_р = 1/К — время рабочих ходов.

Цикловая производительность — теоретическая производитель­ность машины с реальными холостыми и вспомогательными ходами (t_x> 0; t_всп > 0) и при отсутствии простоев ( ):

где t_всп - вспомогательное время на загрузку-разгрузку оборудования, смену инструмента по циклу; t_x — время холостых ходов.

В автоматах и АЛ непрерывного действия (при t_x = 0) цикловая производительность равна технологической. В остальных случаях она меньше и при t_vcn = 0 определяется по формуле

Величину называют коэффициентом производительности. Она характеризует степень непрерывности протекания технологичес­кого процесса. Так, η= 0,8 означает, что в рабочем цикле 80 % составля­ют рабочие ходы, а остальные 20 % — холостые, и, следовательно, возможности технологического процесса используются только на 80 %. Техническая производительность — теоретическая производитель­ность машины с реальными холостыми ходами и учетом ее собствен­ных простоев ,связанных с выходом из строя инструментов, при­способлений, оборудования (т.е. при условии: t_x> 0; t_всп> 0; > 0):

Фактическая производительность — минимальная производитель­ность, учитывающая все виды потерь:

где = ) — суммарное время всех простоев; — время простоев по организационно-техническим причинам, не связан­ным с работой оборудования; — суммарное время переналадок оборудования.

Для количественной оценки фактической производительности не­обходимо общее количество деталей z разделить на период их изго­товления Θ:

Если за рабочий цикл изготавливается одна деталь, то

При выпуске р деталей

Чем чаще и длительнее простои, тем ниже производительность. Влияние внецикловых простоев на производительность можно оценить по ряду показателей и коэффициентов:

• коэффициент использования η_исп;

• коэффициент технического использования η_тск;

• коэффициент загрузки η_заг;

• показатель — величина внецикловых простоев, приходя­щихся на одну деталь

показатель — величина внецикловых простоев, приходя­
щихся на единицу бесперебойной работы

где — суммарное время простоев; — суммарное время безот­казной работы.

Показатели и связаны соотношением

откуда

Коэффициент использования численно равен доле времени рабо­ты машины Θ_р в общем плановом фонде времени Θ_пл:

Фактическую производительность Q_ф и коэффициент использова­ния η_исп можно выразить через время цикла T и суммарное время про­стоев следующим образом:

Коэффициент технического использования η _тех численно равен доле времени работы машины при условии обеспечения ее всем необходи­мым (т.е. в периоды, исключающие организационные простои ):

где — суммарные собственные простои за некоторый период вре­мени Θ; Θ_р — суммарное время работы за тот же период времени; — собственные внецикловые потери.

Производительность машины с учетом только собственных потерь (техническая производительность)

Коэффициент загрузки показывает, какую долю времени машина обеспечена всем необходимым. Так, значения η_тех= 0,7 и η_изаг= 0,8 озна­чают, что в общем фонде времени машина обеспечена всем необходи­мым для бесперебойной работы (заготовками, инструментом, элект­роэнергией и т. п.) только на 80 % времени и в этот период она работает только 70% (остальное время простаивает по техническим причинам: из-за отказов, смены инструментов, наладок и др.). Коэффициент использования η_исп и коэффициенты η_тех и η_заг связаны следующим соот­ношением:

Например, при η_тех = 0,7 и η_заг = 0,8 коэффициент использования η_исп = η_тех η_заг = 0,7×0,8 = 0,56.

Таким образом, все категории (виды) производительности (К, Q_n, Q_т, Q_ф) связаны между собой безразмерными коэффициентами η, η_исп, η_тех , η_заг следующими соотношениями:

Все показатели и коэффициенты производительности в общем слу­чае являются функциями времени и изменяются в процессе эксплуата­ции машин в результате действия различных факторов (износа, старения, коррозии, коробления, вибраций, разрегулирования, повреж­дений, поломок и др.). Величина η_исп в каждый момент определяется отношением требуе­мой производительности к цикловой и монотонно растет пропорцио­нально производственной программе. Величина η_тех изменяется по бо­лее сложному закону в соответствии с основными периодами эксплуатации автоматов или АПС.