РОЗРОБКА ОПТИМАЛЬНОЇ СХЕМИ РОЗМІЩЕННЯ ТКАЦЬКИХ ВЕРСТАТІВ НА ЗАДАННІЙ ПЛОЩІ ТКАЦЬКОГО ЦЕХУ -
Однією з важливих завдань текстильного виробництва є збільшення обсягу продукції, що багато в чому визначається ефективністю установки технологічного обладнання. Для заміни морально та фізично застарілого обладнання проводиться реконструкція фабрик, яка має на увазі значні витрати часу на проведення інженерних розрахунків та розробку схем розміщення обладнання у виробничих приміщеннях. Процес розробки оптимальної схеми розміщення обладнання у виробничих приміщеннях займає значний час за рахунок введення нового обладнання у виробничий процес.
В даний час для забезпечення конкурентоспроможності вітчизняної текстильної продукції на внутрішньому та зовнішньому ринках необхідно значно скоротити час на проектування нових виробів, технологічних процесів, а також пов'язаних з ними інженерних розрахунків, у тому числі розрахунку та розробки оптимальних схем розміщення обладнання у виробничих приміщеннях. У зв'язку з цим завдання автоматизації розрахунків та розробки оптимальної схеми розміщення обладнання у виробничих приміщеннях ткацького виробництва є актуальним.
Для вирішення поставленого завдання було проведено аналіз робіт [1], [2], [7], присвячених цій проблемі, який показав, що питанням автоматизованої розробки оптимальних схем розміщення обладнання у виробничих приміщеннях ткацького виробництва вченими текстильниками приділялося недостатньо уваги. Здебільшого розглядалися питання автоматизації розстановок устаткування виробничих площ швейного виробництва.
З метою реалізації поставленого завдання було обрано програмний продукт, що забезпечує найбільшу ефективність розв'язання задачі.
Аналіз програмного забезпеченняпоказав, що, незважаючи на різноманіття різних програм, що дозволяють проектувати та створювати всілякі варіанти розстановок обладнання, виникає необхідність використання для розрахунку та розстановки обладнання таке програмне середовище, яке буде легко взаємодіяти і з базами даних, і зі схемами. Таким програмним середовищем є MathCAD, основні переваги якої перед іншими програмами полягають у наступному [5, 6]:
1. Дозволяє виконувати у комп'ютері різноманітні математичні та технічні розрахунки;
2. Наочно подавати дані у вигляді діаграм та графіків;
3. Вводити та редагувати тексти, як у текстовому процесорі;
4. Здійснювати імпорт-експорт, обмін даними з іншими програмами;
5. Забезпечує простоту виконання різноманітних операцій;
6. Математичні висловлювання на екрані мають такий вигляд як у книзі.
Для створення бази даних найбільш ефективно використовувати програму Microsoft Excel, що дозволяє вносити в таблиці відомості про наявне та нове обладнання будь-якого користувача [3], [4].
В результаті на основі аналізу методики розміщення виробничих приміщень, вимог, що висуваються при проектуванні цехів та норм розміщення обладнання в ткацькому цеху, було створено алгоритм автоматизованого проектування оптимальної схеми розміщення обладнання у виробничих приміщеннях ткацького виробництва.
При вирішенні задачі розташування цехів і відділів ткацького виробництва, а також розміщення обладнання враховуються особливості нової ткацької фабрики: ширина застосовуваних механізмів при транспортуванні напівфабрикатів і готової продукції, система кондиціювання повітря, освітленість виробничих приміщень, автоматичне управліннявиробництвом, а також встановлення у цехах високошвидкісного обладнання.
Розробка планування дуже складний та відповідальний етап проектування. Під час розробки планувань необхідно враховувати такі основні вимоги:
Обладнання у цеху розміщують у порядку послідовності виконання технологічних операцій обробки.
Розташування обладнання, проходів та проїздів забезпечує зручність та безпеку роботи, можливість монтажу, демонтажу та ремонту обладнання.
Планування обладнання пов'язується з підйомно-транспортними засобами, що застосовуються. Вантажопотоки не перетинаються і не перекривають основні проїзди, проходи та дороги, призначені для руху людей.
Планування є «гнучким», тобто передбачається можливість перестановки обладнання за зміни технологічних процесів.
Максимальне використання виробничої площі (найбільше знімання продукції у перерахунку на м2 виробничої площі фабрики) та інші.
Розроблена програма дозволяє розставляти обладнання в кількох варіантах і вибирати їх найбільш раціональний. Потім обладнання «прив'язують» до колон або інших будівельних конструкцій (стін), що створює значні зручності, тому що дозволяє монтувати його незалежно один від одного (при надходженні обладнання в різний час).
Розстановка ткацьких верстатів може бути дуже різноманітною, т.к. Існує велика кількість різних конструкцій верстатів, можливі різні типи будівель фабрики. Тому у програмі передбачено розміщення верстатів групами по 3, 4, 5, 6, 8 залежно від їх ширини та з урахуванням норми обслуговування ткача.
У будівлях з верхнім природним освітленням (шедових) верстати встановлюють перпендикулярно до довжини шеду абоосвітлювальний ліхтар. Бажано, щоб по ширині та довжині цеху було встановлено парну кількість рядів. Цим забезпечується краща організація обслуговування і виключаються одиночні (розбіжні) ряди ткацьких верстатів.
При плануванні виробничих приміщень передбачають такі розміри проходів і проїздів, які б забезпечували не лише дотримання технологічних вимог, а й зручність, безпеку монтажу (демонтажу), обслуговування, ремонту обладнання, пересування працюючих під час змін та перерв, а також їх евакуацію в екстрених випадках . Крім того, передбачаються площі для тимчасового розміщення запасів сировини, напівфабрикатів та готової продукції.
Основними проходами для руху людей і транспортних засобів вважаються наступні: робітник (між грудницями сусідніх верстатів), заскальний (між скелею сусідніх верстатів), монтажний (між торцями верстатів), транспортний (між суміжними рядами верстатів), торцевий (між верстатом і стіною).
Центральний прохід на фабриці передбачають у випадках, коли транспортні проходи збігаються із заскальними проходами, тому, з ситуації, у програмі передбачена можливість виключення центрального проходу.
При розміщенні верстатів по "кроці колон" іноді виникають "розбіжні" ряди з боку підготовчого цеху. Верстати встановлюють групами передньою частиною до підготовчого цеху. Між групами верстатів передбачають транспортний прохід.
Ткацькі верстати зазвичай не мають торців до підготовчого цеху, т.к. в цьому випадку заскальні проходи використовуються як транспортні, а це негативно позначається на обслуговуванні верстатів ткачем, а також заважає перезаправці верстатів, що знижує продуктивність праці. Однак якщо це буде необхідно у програмідопускається можливість розміщення ткацьких верстатів таким чином.
Якщо з конструктивних міркувань верстати все ж таки встановлюють торцями до підготовчого відділу, то в цьому випадку передбачають центральний прохід через весь ткацький цех, який підходить до УКО. Він служитиме як основна зона руху транспорту та як евакуаційний.
Використання програми розробки оптимальної схеми розміщення ткацьких верстатів на заданої площі ткацького цеху дозволяє вирішити такі вопросы:
1. Формування бази даних, відомості з якої застосовуються при побудові схем розстановок. У базі даних містяться такі основні параметри:
• ширина верстата, мм;
• глибина верстата, мм;
• розмір робочого проходу, мм;
• розмір заскального проходу, мм;
• розмір монтажного проходу, мм;
• розмір центрального проходу, мм;
• розмір транспортного проходу, мм;
• відстань від стіни до верстата, мм;
• відстань від колони до верстата, мм.
2. Введення вихідних даних користувачем, зокрема з використанням бази даних програми. Введення вихідних даних включає: розміри цеху, сітки колон, розміри колон, вибір марки верстата, кількість верстатів групи і вид розстановки, і навіть дані, необхідні заповнення штампу креслення.
3. Проектування кількох варіантів схем розміщення обладнання в ткацькому виробництві за кроком і прольотом колон.
4. Розрахунок кількості ткацьких верстатів, встановлених у ткацькому цеху.
5. Розміщення заданої кількості ткацьких верстатів.
6. Розрахунок коефіцієнта використання площі ткацького цеху.
7. Вибір оптимального варіанта розміщення ткацьких верстатів на основі коефіцієнта використання площі ткацького цеху.
8.Виведення на екран схем розміщення ткацьких верстатів у ткацькому цеху.
9. Формування вихідного документа.
Після отримання креслення проводиться розрахунок кількості верстатів, встановлених у цеху та коефіцієнт використання площі ткацького цеху.
Критерієм оцінки раціонального розміщення устаткування є коефіцієнт використання площі ткацького цеху. Порівнюючи варіанти розстановок за даним коефіцієнтом, можна вибрати оптимальний варіант розміщення ткацьких верстатів у цеху, а також здійснити друк вихідного документа, який містить креслення розміщення обладнання в ткацькому цеху та штамп основного напису.
1. Проведено аналіз робіт, присвячених організації розміщення обладнання.
2. Проведено аналіз програмного забезпечення, що використовується при розробці автоматизованого методу розміщення обладнання в цеху.
3. Розроблено алгоритм та програму автоматизованого розрахунку та розміщення обладнання в ткацькому цеху.