Автор: Дащенко А.И.  

Теги: организация производственного процесса   производственное планирование   управление качеством   отдельные машиностроительные и металлообрабатывающие процессы и производства   машиностроение   справочник   проектирование  

Год: 1984

Похожие

Автоматические линии в машиностроении. Справочник. Том 3. Комплексные автоматические линии и участки

Автоматические линии в машиностроении. Справочник. Том 2. Станочные автоматическии линии

Автоматизация проектирования систем автоматического управления

Гибкие автоматизированные гальванические линии. Справочник

Текст 
                    I АВТОМАТИЧЕСКИЕ
h ЛИНИИ
11 в машиностроении

АВТОМАТИЧЕСКИЕ
ЛИНИИ
в машиностроении

АВТОМАТИЧЕСКИЕ
ЛИНИИ
в машиностроении
(проектирование и эксплуатация)
Справочник
В трех томах
Редакционный совет:
А.	И. ДАЩЕНКО, д-р техн, наук проф.
(председатель),
Л. И. ВОЛЧКЕВИЧ, д-р- техн, наук проф.-,
И. А. КЛУСОВ, заслуженный деятель
науки и техники РСФСР д-р техн, наук проф.,
В. П. КОЛОМНИКОВ, канд. экономил, наук,
Л. Е. КОМАРОВ, канд. техн, наук,
Д. М. ЛЕВЧУК, канд. техн, наук,
В.	Н. НИКИФОРОВ; инж.,
Г. Н. ПЛАШЕЙ, канд. техн, наук,
Н. И. ФЕОФАНОВ, инж.

том1 ЭТАПЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ
И РАСЧЕТ
Под редакцией
д-ра техн, наук Л. И. ВОЛЧКЕВИЧА
Под редакцией д-ра техн, наук
Л. И. ВОЛЧКЕВИЧА
МОСКВА
«МАШИНОСТРОЕНИЕ»
1984

ББК 34.63-5
А18
УДК 658.527.011.56 : 6219.06-52 (031)
Авторы тома: Л. И. Волчкевич, В. В. Губанов, А. И. Дащенко,
И. А. Клусов, А. И. Конюх, И. М. Султан-Заде, Б. И. Черпаков
Рецензенты тома: Б. Л. Богуславский, канд. техн, наук, проф.,
Н. В. Волков, канд. техн, наук, Е. И. Фролович, канд. техн. наук.
Автоматические линии в машиностроении: Справочник.
А18 В 3-х т./Ред. совет: А. И. Дащенко (пред.) и др. —М.:
Машиностроение, 1984 — Т. 1. Этапы проектирования и
расчет /Под ред. Л. И. Волчкевича. 1984. 312 с., ил.
В пер.: 1 р. 70 к.
Рассмотрены основы проектирования и эксплуатации АЛ. Для различ-
ных типов АЛ дан анализ задач, .решаемых на основных этапах их проекти-
рования, изложены методы определения важнейших технико-экономических
показателей, автоматизации проектирования линий и их элементов на ЭВМ.
Особое внимание уделено задачам оптимального проектирования — выбору
вариантов технологического процесса, структурно-компоновочных схем построе-
ния линий и систем машин, наиболее рациональных параметров "унифициро-
ванных механизмов и агрегатов, способов обслуживания. Специальные разделы
посвящены приемно-сдаточным испытаниям и разработке систем рациональной
эксплуатации линий.
Для инженерно-технических работников, занятых проектированием,
изготовлением, исследованием и эксплуатацией автоматизированного обору-
дования; будет полезен также аспирантам и студентам машиностроительных
специальностей вузов.
л 2703000000-601
д__________________
038(01)-84
Подписное
ББК 34.63—5
6П4.6.08
Леонид Иванович ВОЛЧКЕВИЧ, Владимир Васильевич ГУБАНОВ,
Анатолий Иосифович ДАЩЕНКО и др.
АВТОМАТИЧЕСКИЕ ЛИНИИ В МАШИНОСТРОЕНИИ
Том 1. Этапы проектирования и расчет
Редактор Т. Д. Онегина
Художественный редактор С. С. Водчиц
Переплет художника С. Н. Голубева
Технический редактор Н. В. Тимофеенко
Корректоры И. М. Борейта и А. А. Снастина
И Б № 3368
Сдано в набор 11.08.83. Подписано в печать 10.01.84. Т-01514.
Формат 60 X 90V16- Бумага типографская № 2. Гарнитура литературная.
Печать высокая. Усл. печ. л.19,5. Усл. кр. отт. 19,5. Уч. -изд. л. 27,11.
Тираж 10233 экз. Заказ 218. Цена 1 р. 70 к.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение».
1 07076, г. Москва, Стромынский пер., д. 4
Ленинградская типография № 6 ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградского объединения «Техническая книга» им. Евгении Соколовой
Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли.
193144, г. Ленинград, ул. Моисеенко, 10.
© Издательство «Машиностроение», 1984 г.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие	6
Глава 1. Классифика-
ция АЛ (Л. И. Волч-
кевич, И. А. Клусов)	7
Список литературы	15
Глава 2. Организация
проектирования АЛ
(JI. И. Волчкевич,
А. И. Крнюх) ....	16
Общие вопросы разра-
ботки, изготовления и
поставки ............... 16
Организация про;ектно-
конструкторских ра-
бот .................... 19
Стадии разработки и
этапы проектирования
АЛ...................... 22
Виды конструкторский
документов и органи-
зация их разработки 29
Особенности разработ-
ки и постановки на про-
изводство составных
частей АЛ .............. 34
Особенности проекти-
рования комплексных
АЛ . . ................. 36
Система управления
качеством проектиру-
емых АЛ................. 37
Список литературы 40
Глава 3. Технико -эко-
номические показатели
АЛ и методы их опре-
деления (Л. И. Волч-
кевич) .................... 41
Показатели	качества 42
Показатели произво-
дительности ............ 50
Показатели надеж-
ности .................. 67
Показатели экономи-
ческой эффективности	85
Список литературы	89
Глава 4. Автоматиза-
ция АЛ и их элемен-
тов (В. В. Губанов)	90
Предпосылки и задачи
автоматизации проек-
тирования узлов и
систем АЛ .....	90
Структура системы
автоматизированного
проектирования АЛ	91
Использование систе-
мы автоматизированно-
го проектирования АЛ .	ЮЗ
Технико-экономическая
эффективность САПР
систем АЛ	109
Подсистема «Автома-
тизированное проек-
тирование много-
шпиндельных коро-
бок» (АПШК). . .	114
Перспективы разви-
тия методов автома-
тизированного проек-
тирования АЛ ...	118
Список литературы	119
Глава 5. Моделирова-
ние процесса функци-
онирования АЛ
(Я. П. Султан-Заде,
А. И. Дащенко) . . .	120
Задачи моделирова-
ния ................... 120
Моделирование и рас-
чет производительно-
сти однопоточных АЛ 135
Моделирование и рас-
чет производительно-
сти многопоточных АЛ 148
Моделирование АЛ
синхронного действия
для решения задач
оптимального обслу-
живания ............... 158
Список литературы 161
Глава 6. Методы опти-
мизации (А. И. Да-
щенко) ................ 162
Общие сведения о
математических ме-
тодах оптимизации	162
Оптимизация типажа
основных узлов АЛ	169
Направленный ' поиск
оптимальных техноло-
гических и структур-
но-компоновочных ре-
шений ................. 180
Расчет оптимального
числа наладчиков по-
точных и автоматиче-
ских линий со слож-
ной структурой ...	216
Математические ме-
тоды управления ка-
чеством продукции
на АЛ ................  227
Список литературы .	239
Глава 7. Приемо-сда-
точные испытания
АЛ (А. И. Конюх) . .	241
Программа и мето-
дика испытаний . .	241
Оценка безотказно-
сти оборудования АЛ
по методу последова-
тельного анализа ре-
зультатов испытаний 245
Оценка показателей
надежности и произ-
водительности АЛ по
результатам приемо-
сдаточных испытаний .	248
Оценка точности вы-
полнения технологи-
ческих операций на
линии.................. 258
Список литературы. .	264
Глава 8. Основы ра-
циональной эксплуа-
тации АЛ (Б. И. Чер-
паков) ........	265
Задачи и предпосыл-
ки создания системы
рациональной экс-
плуатации ......	265
Построение системы
рациональной эксплу-
атации ................ 270
Техническое обслу-
живание АЛ ....	275
Ремонт АЛ .....	293
Контроль и управ-
ление качеством вы-
пускаемой продукции	299
Административно-тех -
ническое управление
эксплуатаций АЛ . .	305
Список литературы	308

ПРЕДИСЛОВИЕ
Тенденцией научно-технического
прогресса является переход от решения
локальных задач автоматизации, раз-
работки конструкций отдельных ма-
шин— автоматов и полуавтоматов к со-
зданию законченных систем машин,
агрегатов, приборов, решающих зада-
чи выпуска конечной продукции с ис-
пользованием новейших достижений
прогрессивной технологии, автомати-
зированных систем управления на
основе микропроцессорной техники,
промышленных роботов и т. д.
Создание автоматических линий
и выполнение проектно-конструктор-
ских работ на уровне систем машин
весьма специфично и включает ряд
сложных задач, с которыми не при-
ходится сталкиваться при конструи-
ровании обычного технологического
оборудования. Это прежде всего раз-
работка многооперационных тех-
нологических процессов с концентра-
цией операций, выявление возможных
вариантов построения системы машин
в целом и выбор оптимального, про-
ведение многоступенчатых приемно-
сдаточных испытаний. Именно при-
менительно к проектированию авто-
матических линий наиболее перспек-
тивны методы и системы автоматизи-
рованного проектирования (САПР).
Наконец весьма сложны вопросы ра-
циональной эксплуатации автомати-
ческих линий, реализации всех по-
тенциальных возможностей, заложен-
ных в технологических процессах и
конструкциях майшн.
Авторский коллектив справочника,
созданный Комитетом ВСНТО по ав-
томатизации и механизации производ-
Акад. АН СССР председатель
ственных процессов, поставил перед
собой сложную и ответственную за-
дачу — обобщить научный и произ-
водственный опыт проектирования,
эксплуатации и исследования автома-
тических линий как систем машин
и агрегатов, решения системных задач
расчета и проектирования по крите-
риям производительности, надежности,
экономической эффективности.
В справочнике подробно рассмот-
рены этапы проектирования автомати-
ческих линий, технология создания
новой техники, изложены теоретиче-
ские основы и практические методы
решения задач на каждом из этапов
проектно-конструкторских работ, при-
ведены типовые примеры.
Справочник состоит из трех томов.
В первом томе рассмотрены теорети-
ческие основы многоэтапного процесса
оптимального проектирования и эк-
сплуатации автоматических линий; во
втором — вопросы проектирования
автоматических линий для механиче-
ской обработки различных видов из-
делий (корпусных, валов, колец и
т. д.); в третьем — вопросы проекти-
рования автоматических линий для
штамповки, нанесения гальванопо-
крытий, сборки, а также комплексных
автоматических линий, охватывающих
различные технологические процессы,
Справочник будет полезен инженер-
но-техническим работникам, сотруд-
никам НИИ, КБ, отделов автоматиза-
ции предприятий и объединений, за-
нятых проектированием, исследова-
нием и эксплуатацией автоматического
оборудования, а также студентам
вузов.
Всесоюзного совета~'НТО А* Ю. Ишлинский

Глава к КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
Автоматизация произ-
водственных процес-
сов — комплекс мероприятий по
разработке высокоинтенсивных тех-
нологических процессов и создания
на их основе высокопроизводитель-
ного оборудования, выполняющего тех-
нологические и вспомогательные
процессы без непосредственного уча-
стия человека.
Ступени автоматизации отличаются
степенью охвата технологических и
вспомогательных процессов.
Первая ступень автоматизации —
автоматизация рабочего цикла; т. е.
создание полуавтоматов и автоматов.
На этой ступени автоматизация охва-
тывает единичную технологическую
'Операцию обработки, контроля или
сборки, а также вспомогательные про-
цессы, непосредственно связанные с
выполнением технологических опера-
щий. В соответствии с этим различают
.рабочие ходы — функцио-
нальные действия механизмов, ус-
тройств, инструментов в машине или
•агрегате, которые непосредственно
.реализуют технологический процесс;
.холостые ходы — функцио-
нальные действия механизмов и уст-
фойств в машине или агрегате, кото-
рые создают необходимые условия для
выполнения технологического про-
цесса (загрузка и съем изделий, их
.'зажим и разжим, подвод и отвод
инструмента и др.).
.Автомат — это рабочая машина,
жоторая самостоятельно выполняет все
щабочие и холостые ходы, кроме опе-
раций наладки и устранения отказов
в работе. Конструктивным призна-
ком автомата является наличие пол-
ного комплекта механизмов рабочих и
холостых ходов (целевых механизмов
автоматов), выполняющих все дейст-
вия, необходимые для получения год-
ной продукции.
Наибольшее распространение полу-
чили машины и агрегаты циклического
действия, в которых рабочие и холо-
стые ходы периодически повторяются
через определенный интервал времени,
называемый рабочим циклом.
За каждый рабочий цикл выдается
либо одно изделие, либо порция (пар-
тия) изделий.
Перспективными являются многопо-
зиционные (многошпиндельные) ма-
шины- автоматы с дифференциацией
и концентрацией элементов технологи-
ческого процесса. В ^зависимости от
способа дифференциации и концентра-
ции различают многопозиционные ав-
томаты последовательного, параллель-
ного и последовательно-параллельного
(смешанного) действия.
В машинах последо-
вательного действия кон-
центрируются разноименные элементы
технологического процесса, последо-
вательно выполняемые на q рабочих
позициях согласно технологическому
маршруту обработки, контроля или
сборки.
Изделие, передаваемое последова-
тельно из одной рабочей позиции в дру-
гую, постепенно получает запрограм-
мированный объем технологического
воздействия. Машина последователь-
ного действия имеет комплект техно-
логических инструментов или рабочих
сред, рассредоточенный по позициям.
В машинах параллель-
ного действия концентриру-
ются одноименные элементы диффе-
ренцированного технологического про-
цесса, т. е., как правило, на всех по-
зициях осуществляется идентичное
технологическое воздействие. Каждое
изделие проходит только через одну
из позиций машины. В машинах
последовательно-парал-
лельного действия име-
ется р параллельных потоков обра-
ботки, в каждом из которых техно-
логический процесс дифференцирован
на q рабочих позиций.
На первой ступени автоматизации
автоматические машины и агрегаты,
образующие технологические комплек-
сы, непосредственной связи между со-
бой не имеют. Функции межстаноч-

8
КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
ной транспортировки, накопления за-
делов, разделения или соединения по»
токов изделий при их передаче на
очередную операцию обработки про-
изводятся вручную или с помощью
средств механизации.
Вторая ступень автоматизации —
автоматизация системы машин, соз-
дание автоматических линий. На вто-
рой ступени автоматизация выходит
за рамки конкретной операции и
охватывает весь технологический про-
цесс, который является совокупно-
стью операций получения конструк-
ционных материалов, их обработки,
сборки и контроля деталей, сборочных
единиц, изделий в целом. В этом слу-
чае автоматизация также охватывает
процессы, непосредственно с техноло-
гией уже не связанные (межагрегатное
транспортирование, накопление меж-
операционных заделов и др.).
Автоматическая линия
(АЛ) — система машин-автоматов, рас-
положенных в технологической по-
следовательности, объединенных ав-
томатическими механизмами и уст-
ройствами для транспортирования из-
делий, разделения и соединения их
потоков, накопления заделов, изме-
нения ориентации, удаления отходов,
а также системой управления. Кон-
структивным признаком АЛ является
наличие встроенного автоматически
действующего технологического обо-
рудования (машин, агрегатов), вспо-
могательного оборудования для вы-
полнения межагрегатных функций
(комплекта целевых механизмов ав-
томатической линии) и развитой си-
стемы управления, которая коорди-
нирует работу технологического и
вспомогательного оборудования вплоть
до сигнализации об отказах, а также
выполняет функции организационно-
экономического характера.
Важнейшие характеристики авто-
матических линий — технологическое
назначение, характер встроенного тех-
нологического оборудования (одно- или
многопозиционное; последовательного,
параллельного или смешанного дейст-
вия) и вид межагрегатной связи.
При жесткой межагре-
гатной связи технологическое
оборудование с помощью транспортных
средств (транспортеры, автоматике.
ские манипуляторы) блокируется во-
едино и работает в едином ритме,
отказ любого конструктивного эле-
мента может привести к отказу и
простою всей линии. Для повышения
производительности и надежности
линий при неизменных техпроцессах
и конструкциях технологического обо-
рудования широко применяется струк-
турное усложнение линий — деление
их на участки-секции с установкой
межоперационных накопителей. При
гибкой межагрегатной
связи между каждой парой машин
или агрегатов, встроенных в авто-
матическую линию, имеется автомати-
ческий накопитель заделов. Сущест-
вуют и промежуточные структурные
варианты линии, когда число накопи-
телей меньше числа машин или агре-
гатов: линии, разделенные на участки-
секции, в каждой из которых сблоки-
ровано несколько машин или агрега-
тов. Варианты построения АЛ опреде-
ляются и другими признаками.
Третья ступень автоматизации —
комплексная автоматизация систем ма-
шин, создание автоматизированных и
автоматических участков. На этой
ступени автоматизация охватывает со-
вокупность технологических процессов
на участке с соответствующим услож-
нением функций транспортирования
и складирования изделий, удаления
отходов и особенно автоматического
управления. В массовом производстве
автоматизированные участки включают
несколько АЛ, выпускающих одина-
ковые или различные изделия, а так-
же могут быть реализованы как
комплексные автома-
тические линии с разнооб-
разными технологическими процессами
(например, заготовительными, меха-
нической обработки, термической об-
работки, сборки, контроля). В серий-
ном производстве, где используется
переналаживаемое автоматическое тех-
нологическое оборудование, автомати-
зированные и автоматические участки
создаются с управлением от ЭВМ
в виде автоматизированных техноло-
гических комплексов.
Автоматизи р ов анный
технологический комп-
лекс (АТК) — совокупность ав-
томатизированного технологического

КЛАССИФИКАЦИX АЛ
9
оборудования и высокоэффективной
автоматизированной системы управ-
ления технологическими процессами
(АСУ ТП). АСУ ТП — система, реа-
лизуемая на базе высокоэффективной
вычислительной и управляющей тех-
ники, обеспечивающая управление тех-
нологическим объектом на основе цен-
трализованной обработанной инфор-
мации по заданным технологическим
и технико-экономическим критериям,
определяющим количественные и ка-
чественные результаты выработки про-
дукта, и подготовляющая информацию
для решения организационно-эконо-
мических задач.
Автоматизированные системы упра-
вления технологическими процессами
осуществляют следующие основные
функции:
информационно-вычис-
лительные:	сбор; первичная
обработка и хранение технической и
технологической информации; кос-
венные измерения параметров про-
цесса и технологического оборудова-
ния; сигнализация состояний пара-
метров технологического процесса и
технологического оборудования; рас-
четы технико-экономических и эксп-
луатационных показателей техноло-
гического процесса и работы техноло-
гического оборудования; подготовка
информации для вышестоящих и смеж-
ных систем и уровней управления;
регистрация параметров технологи-
ческого процесса, состояний техноло-
гического оборудования и результатов
расчетов; контроль и регистрация от-
клонений параметров процесса и со-
стояний оборудования от заданных’;
анализ срабатывания блокировок и
защит технологического оборудования;
диагностика и прогнозирование хода
технологического процесса и состояний
технологического оборудования; ди-
агностика и прогнозирование состояний
комплекса технических средств АСУ
ТП; оперативное отображение инфор-
мации и рекомендаций ведения техно-
логического процесса и управления
технологическим оборудованием; вы-
полнение процедур автоматического
обмена информацией с вышестоящими
и смежными системами управления;
управляющие:	регулировав
ние отдельных параметров технологи
ческого процесса; однотактное логи-
ческое управление (выполнение блоки-
ровок, защит и т. д.); каскадное ре-
гулирование; многосвязное регули-
рование; выполнение программных и
логических операций дискретного уп-
равления процессом и оборудованием;
оптимальное управление установив-
шимися режимами технологического
процесса и работы оборудования; оп-
тимальное управление неустановив-
шимися режимами технологического
процесса и работы оборудования; оп-
тимальное управление технологиче-
ским объектом в целом (с адаптацией
системы управления). Комплекс тех-
нических средств (КТС) АСУ ТП
включает вычислительные и управ-
ляющие устройства, устройства пере-
дачи сигналов и данных, датчики сиг-
налов и исполнительных устройств
и т. д. В зависимости от состава вспо-
могательного оборудования и номенк-
латуры функций АСУ ТП возможны
различные варианты построения АТК,
отличающиеся степенью автоматизации
процессов транспортирования, склади-
рования, загрузки, снабжения ин-
струментами, а также процессов упра-
вления.
Основной признак АЛ — ее техно-
логическое назначение. По этому приз-
наку можно выделить линии, предна-
значенные для выполнения одного вида
технологических операций (например,
для механической обработки, для сбор-
ки узлов, для штамповки, для термо-
обработки и т. п.), и линии для вы-
полнения нескольких видов операций
(например, для механической обра-
ботки и сборки; для термообработки
и гальванических покрытий; для кон-
троля, рассортировки и упаковки из-
делий). Такие линии называют комп-
лексными.
Комплексные АЛ (автома-
тические системы) в машиностроении
и приборостроении выполняют раз-
личные технологические процессы об-
работки, контроля, сборки и т: д.
Широкое распространение они полу-
чили в подшипниковой, автомобиль-
ной, тракторной промышленности,
электромашиностроении. В комплекс-
ные автоматические линии подшипни-
ковой промышленности включают учас-
тки прокатки, штамповки и раскатки

10
КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
Рис. 1. Типовые схемы технологических
потоков в АЛ:
а — однопоточной обработки: б—г — груп-
повой обработки; al; 61;el; al — однопред-
метной обработки; я2; 62; в2; а2 — много-
предметной обработки; а, б — постоянной
плотности; в, г — переменной плотности
Рис. 2. Типовые схемы многопоточной
обработки деталей в АЛ:
я — однопредметной обработки; б — много-
предметной обработки; р — число цезависй’
Mpix потоков
заготовок, токарной и термической
обработки, шлифования и полирова-
ния колец, контроля и сборки подшип-
ников. В состав линий входят основное
технологическое оборудование (типо-
вое и специальное), оборудование для
контроля, сборки, консервации, упа-
ковки деталей, транспортно-накопи-
тельные системы, системы управления,
в том числе на основеЭВМ. Для таких
линий, как правило, создаются специ-
альные цеха или участки, включающие
обслуживающие подразделения.
Рассмотрим варианты технологиче-
ских потоков (рис. 1) которые наибо-
лее распространены в АЛ. На ранних
стадиях автоматизации создавались
конструкции АЛ для обработки дета-
лей в один поток; с развитием техники
межмашинного транспортирования,
с применением спутников и кассет
стала возможным групповая обработка
деталей. В ряде случаев автоматизация
может быть признана целесообразной
только тогда, когда по сходным тех-
нологическим процессам обрабаты-
ваются детали не одной, а нескольких
номенклатур. Это наиболее характерно
для АЛ термохимической, гальвани-
ческой и других видов аппаратной
обработки. В этих линиях могут быть
как одно-, так и многопредметные по-
токи с постоянной и переменной плот-
ностями. Поток постоянной плотности
характерен для АЛ, в которых детали
транспортируются без потери про-
странственной ориентации, друг за
другом, в захватах, в кассетах, в спут-
никах и т. п. Поток переменной плот-
ности возможен при неполной загрузке
спутников, кассет, а также в тех слу-
чаях, когда детали транспортируются
между машинами и в их рабочих зо-
нах «навалом» (например, в агрегатах
шнекового типа для промывки и сушки
деталей).
При необходимости получения высо-
кой производительности АЛ, при ав-
томатизации массовых производств раз-
рабатываются линии многопоточной
обработки, в которых создается ряд
независимых потоков обрабатываемых
деталей (рис. 2).
Движение обрабатываемых деталей
между соседними машинами АЛ мо-
жет осуществляться синхрон-
ными и неси н_х р о н н ы м и

КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
11
потоками (рис. 3). В первом
случае между машинами не образуется
запасов, интервалы обработки следуют
за интервалами передачи: поток обла-
дает свойством стационарности во вре-
мени. Во втором случае между сосед-
ними машинами устанавливают на-
копители, в которых образуется оче-
редь деталей на обработку. Накопите-
ли, применяемые в АЛ машинострое-
ния, могут быть проходными, когда
каждая деталь проходит весь путь
внутри накопителя и становится без
приоритета в очередь на обработку;
обходными, когда обработанная деталь
имеет приоритет и непосредственно
передается на обработку в соседнюю
машину, а детали из накопителя по-
ступают на обработку только при от-
казе первой машины; тупиковыми,
когда обработанные детали пополняют
запас накопителя, и деталь, следующая
на позицию обработки соседней маши-
ны, приоритета не имеет.
АЛ могут выполняться как ком-
бинация	отдельных
участков с синхронными и не-
синхронными потоками обрабатывае-
мых деталей. Кроме того, внутри каж-
дой АЛ потоки обрабатываемых дета
лей регламентируются во времени и
в пространстве. Количественные ха-
рактеристики потоков — уровень не-
прерывности, линейный или временной
шаг, плотность или поперечное сече-
ние потока, линейная скорость по-
тока. По уровню непрерывности техно-
логические потоки в АЛ делятся на
два типа: с дискретным транспортиро-
ванием деталей (уровень непрерыв-
ности равен нулю), с непрерывным
транспортированием деталей (уровень
непрерывности равен единице). Уро-
вень непрерывности определяется ста-
ционарностью потока, т. е. правилом
передачи всех обрабатываемых деталей
до конца АЛ, где осуществляется
рассортировка деталей на группы ка-
чества — годные и брак. Однако ряд
технологических процессов преду-
сматривает рассортировку деталей на
годные и брак сразу же после про-
хождения потоком пункта контроля,
что обусловливает возникновение ре-
деющего потока (рис. 4), непрерывность
которого восстанавливается с по-
мощью накопителей или подпитыва-
Рис. 3. Типовые схемы межмашинной
передачи деталей в АЛ:
а — синхронным потоком; б — несинхрон-
ным потоком
ющих устройств. Расстояние между
двумя соседними деталями или пор-
циями деталей измеряется линейным
или временным шагом.
Межмашинное и внутримашинное
транспортирование потока обрабаты-
ваемых деталей может осуществля-
ться дискретно или непре-
рывно (рис. 5). Эти варианты тран-
спортирования разнятся по законам
движения. При дискретном транспор-
тировании можно изменять закон дви-
жения. Однако при этом обязательно
будут периоды разгона движения де-
тали и замедления движения. При
непрерывном транспортировании по-
ток имеет постоянную линейную ско-
рость (ускорение равно нулю). Пери-
оды разгона и замедления имеют ме-
сто также при пуске и выбеге АЛ.
Для АЛ с аппаратной об-
работкой деталей одной из
технических характеристик является
плотность, или поперечное сечение
потока; производительность таких ли-
ний часто оценивается количеством
продукции, обрабатываемой в единицу
времени.
Классифицируют АЛ по типам тех-
нологических потоков деталей и тех-
нологическому назначению (рис. 6),
Рис. 4. Типовые схемы стационарного (а)
и редеющего (б) потоков деталей

12
КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
Рис. 5. Типовые законы движения дета-
лей на межмашинном участке при дискрет-
ном (а) и непрерывном (б) транспортиро-
вании:
sTp, итр> ^тр ~ текущие значения переме-
щений, скоростей и ускорений; h — линей-
ный шаг, на который перемещается обраба-
тываемая деталь; t'n — интервал времени
перемещения детали на линейный шаг
а также по конструктивно-компоно-
вочным признакам (рис. 7).
По принципу межмашинного и вну-
тримашинного транспортирования об-
рабатываемых деталей АЛ машино-
строения подразделяют на два класса:
с синхронными потоками деталей
(жесткий транспорт) и несинхронными
потоками деталей (гибкий транспорт).
В АЛ с синхронными потоками детали
передаются непосредственно от одной
технологической машины (станка, прес-
са, аппарата, агрегата) к другой без
поступления в магазины или бункера-
накопители межмашинных запасов;
технологические машины объединены
жестким транспортом и могут об-
разовывать прямоточную (невет-
вящуюся) линию или отдельные
секции линий с ветвящимися потока-
ми. На базе одно- и многопозиционных
технологических машин возможно по-
строение АЛ с несквозным и сквозным
транспортом. Линии с нескво-
зным (верхним, напольным, под-
польным, фронтальным) транспо-
ртом проектируют в тех случаях,
когда конструкции технологических
машин не позволяют осуществить скво-
зное транспортирование обрабатыва-
емых деталей. Недостатками такого
конструктивного решения являются
его сложность и необходимость иметь
у каждой технологической машины
свое загрузочно-ориентирующее уст-
ройство. Сложная пространственная
траектория движения обрабатываемых
деталей не позволяет иметь резервов
для повышения скорости транспорти-
рования, а следовательно, и произво-
дительности линий. Сквозной тран-
спорт является наиболее простым;
линии с таким транспортом получили
наибольшее распространение, однако
в большинстве случаев требуется про-
ектирование и создание специально
приспособленных технологических
машин.
Линии 'с несинхронны-
ми потоками деталей состоят
из технологических машин, между
которыми установлены магазины или
бункера-накопители межмашинных за-
пасов.
Каждая машина оснащается загру-
зочно-разгрузочным устройством. На-
личие гибкого транспорта позволяет
эксплуатировать отдельные техноло-
гические машины независимо вплоть
до исчерпания запасов магазина или
бункера. АЛ такой категории могут
быть построены по принципу прямо-
точное™ или с ветвящимися потоками,
с несквозным и сквозным видами тран-
спорта, с применением спутников и
без них.
Возможны комбинации потоков в со-
ставе комплексных АЛ. Например,
в начале линии, на заготовительном
участке, могут быть использованы тех-
нологические машины с несинхрон-
ными потоками, неветвящиеся, не-
сквозные, бесспутниковые; в дальней-
шем на участке механообработки обра-
зуется синхронный поток, ветвящийся,
со сквозным транспортом и приспо-
соблениями-спутниками; в конце ли-
нии, на упаковке, снова может быть
несинхронный поток, ветвящийся,
сквозной, бесспутниковый.
АЛ могут состоять из стацио-
нарных, роторных и ро-
тор н о-кчо нвейерных тех-
нологических машин, при-
чем стационарные машины могут,
в свою очередь, иметь неподвижные
по отношению к станине шпиндельные

КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
13
назначению
конструктивно-компоновочным признакам

14
КЛАССИФИКАЦИЯ АЛ
z)
е)

Рис. 8. Типовые схемы АЛ:
а — с синхронным потоком деталей и сквоз-
ным транспортом (конвейер, толкатели);
б — с синхронным потоком деталей и вы-
носным транспортом (конвейер, роботы,
манипуляторы); в — с синхронным ветвя-
щимся потоком деталей; г — с несинхрон-
ным потоком деталей и накопителями у
каждой машины; д — с несинхронным по-
током деталей и накопителями в начале
и конце линии; е — с несинхронным по-
током деталей и накопителем в середине
линии; ж — с синхронным потоком дета-
лей при групповой обработке; в — с не-
синхронным потоком деталей при групповой
обработке
блоки или блоки, перемещающиеся
дискретно с остановами через шаг по
замкнутой траектории. В роторных
машинах инструментальные блоки пе-
ремещаются по окружности и являются
неотъемлемой частью технологической
машины; в роторно-конвейерных ма-
шинах все холостые перемещения по
подводу и отводу инструментов совер-
шаются за пределами машины (ин-
струменты находятся в конвейере),
а рабочие перемещения — в техноло-
гическом роторе. Транспортирование
потока продукции в роторных и ро-
торно-конвейерных машинах совме-
щено с обработкой, в каждом техноло-
гическом роторе обычно выполняется
одна операция. Считается, что в ро-
торных и роторно-конвейерных АЛ
транспортные и технологические функ-
ции рабочих машин совмещены.
По типу применяемого оборудования
АЛ подразделяются (см. рис. 7) на
линии, состоящие из универсальных,
агрегатных, специализированных и спе-
циальных машин технологического на-
значения.
При мелкосерийном производстве
продукции применяют АЛ из уни-
версальных машин. В усло-
виях такого производства необходима
частая переналадка оборудования на
изготовление различных деталей по
однотипным или сходным технологи-
ческим процессам. Универсальные ма-
шины по сравнению со специальными
создают возможность быстрой перена-
ладки АЛ на изготовление других
деталей, обрабатываемых по тому же
технологическому маршруту, но от-
личающихся размерами, формой и
требующих других режимов обработки.
Если такая переналадка необходима
через относительно короткие проме-
жутки времени, например несколько
раз в течение одной смены, т. е. при
обработке деталей мелкими партиями,
целесообразно создавать АЛ из уни-
версальных станков с управлением
от ЭВМ. В этих случаях ЭВМ не только
автоматически управляет работой тех-
нологических машин, но и осущест-
вляет по командам их переналадку
при переходе на обработку партий
новых деталей.
Линии из агрегатных
или модульных техно-
логических машин, так же
как и линии из специализированных
машин (например, многорезцовых од-
ношпиндельных и многошпиндельных
токарных полуавтоматов, фрезерных,
зуборезных, шлифовальных и других
станков, многопозиционных штампо-
вочных прессов и литьевых машин,
встраиваемых в АЛ), применяют пре-
имущественно при крупносерийном и
массовом производстве промышленной
продукции. При этом, как правило,
АЛ из станков токарно-шлифовальной
группы применяют для обработки де-
талей типа тел вращения; линии из
агрегатных станков — для деталей, не-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
15
подвижных в процессе обработки (ти-
па корпусов, кронштейнов и др.);
линии из модульных машин — для
мелких деталей при сквозном тран-
спортировании заготовок, например
в ленте; переход на выпуск новой
серии деталей может потребовать пе-
ремонтажа модульных машин (увели-
чение или уменьшение их числа, смена
мест машин и т. п.), что не приводит
к большим затратам времени и средств.
АЛ из специальных тех-
нологических машин проек-
тируют для массового производства и
применяют в основном в тех случаях,
когда изделие по тем или иным причи-
нам не может быть изготовлено на
машинах, выпускаемых серийно. Ли-
нии на базе технологических машин
роторной и роторно-конвейерной ком-
поновки обладают высоким уровнем
независимости транспортных и техно-
логических скоростей; при многопо-
точном принципе построения отдель-
ных машин они обладают высокой про-
изводительностью; использование об-
легченных режимов обработки по сра-
внению с экстремальными позволяет
получить высокую надежность меха-
низмов и узлов при эксплуатации.
Все четыре типа АЛ (см. рис. 7)
могут быть спроектированы для одно-
и многопоточной обработки, для
одно- и многопредметных потоков
продукции. В этих линиях потоки об-
рабатываемых деталей могут быть как
взаимнонезависимыми, так и завися-
щими друг от друга. Эти АЛ проекти-
руют для изготовления одного вида
изделий (непереналаживаемые) или не-
скольких видов изделий путем пери-
одической переналадки на новый ва-
риант технологии. АЛ оснащаются
лотками, бункерами, питателями для
подачи штучных деталей и непрерыв-
ных материалов, поступающих из ру-
лонов, в виде лент и полос.
Типовые схемы АЛ представлены
на рис. 8.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Автоматизация процессов в машино-
строении/А. П. Белоусов, А. И. Дащенко,
П. М. Полянский, А. В. Шулешкин. М.,
Высшая школа, 1973. 456 с.
2,	Волчкевич Л. И., Кузнецов М. М.,
Усов Б. А. Автоматы и автоматические
линии. Ч. I. М.: Высшая школа, 1976,
230 с.
3.	Клусов И. А. Технологические си-
стемы роторных машин. М.: Машинострое-
ние, 1976. 232 с.
4.	Кузнецов М. М., Волчкевич Л. И.,
Замчалов Ю. П. Автоматизация производ-
ственных процессов. М.: Высшая школа,
1978. 432 с.
5.	Шаумян Г. А. Комплексная автома-
тизация производственных процессов. Мл
Машиностроение, 1973. 639 с.

Г л а в a 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ РАЗРАБОТКИ,
ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПОСТАВКИ
Автоматические линии являются из-
делиями единичного производства. Для
каждой линии характерны стадии про-
ектирования, изготовления и эксплу-
атации. Основные организационные во-
просы проектирования АЛ регламен-
тируются ГОСТ 15.001—73 и
ОСТ2. НО2-3—80. Эти стандарты со-
держат сведения, которыми необходи-
мо руководствоваться при создании
изделий, отвечающих по своим тех-
нико-экономическим показателям выс-
шим достижениям отечественной и
зарубежной техники. В них также рег-
ламентированы вопросы разработки
конструкторских документов, необ-
ходимых для обеспечения высокого
качества изготовления и рациональной
эксплуатации изделий.
ОСТ2 НО2-3—80 распространяется
на металлорежущее, деревообрабаты-
вающее, кузнечно-прессовое, литей-
ное, сварочное, гальваническое и кон-
трольно-измерительное оборудование;
режущий и вспомогательный инстру-
мент; унифицированные шпиндельные,
силовые и транспортные узлы для стан-
ков и линий и другие изделия.
Вопросы поставки АЛ регламенти-
руются положением о поставках про-
дукции производственно-технического
назначения; договором, заключаемым
между изготовителем и заказчиком;
техническими условиями, согласован-
ными с заказчиком, или групповыми
техническими условиями, утвержден-
ными и зарегистрированными в уста-
новленном порядке.
Договор является основным доку-
ментом, определяющим права и обя-
занности сторон по поставке АЛ. В до-
говоре указывается номер технических
условий; их прилагают к договору,
если они ранее предприятию-потреби-
телю не передавались. Новые или из-
мененные технические условия дол-
жны быть высланы поставщиком по-
требителю в течение 30 дней.
В состав АЛ могут входить изделия:
универсальные общепромышленного
назначения обезличенного применения;
специального и специализированно-
го назначения отраслевого применения;
выпускаемые по разовым заказам
с непланируемым повторным выпуском.
Изделия первых двух видов являются
серийной продукцией; их разработка
и постановка на производство осуще-
ствляются по всем стадиям и этапам,
предусмотренным ГОСТ 15.001—73
и ОСТ2 НО2-3—80.
Изделия третьего вида, как и сами
АЛ, являются продукцией единичного
производства; они не имеют преду-
смотренных указанными стандартами
стадий постановки на производство.
ОСТ2 НО2-3—80 регламентирует
только этапы разработки конструктор-
ской документации, предусматривает
при необходимости изготовление эк-
спериментальных узлов, а также опе-
режающий выпуск отдельных образ-
цов изделий или их составных частей.
Разработчик и изготовитель АЛ
и комплексных автоматических систем
назначаются приказом по министерст-
ву или другими директивными доку-
ментами вышестоящих органов.
Все вопросы разработки, согласова-
ния и утверждения конструкторских
документов по производству и поста-
вке АЛ и комплексных автоматических
систем, а также входящего в их состав
технологического оборудования,
решаются совместно разработчиком,
изготовителем, заказчиком и потреби-
телем. В отдельных случаях функции
разработчика и изготовителя, заказ-
чика и потребителя могут совмещаться.
Поставка АЛ и входящего в их
состав оборудования, изготовляемого
по разовым заказам, производится на
основании договора на поставку, за-
ключаемого между заказчиком и изго-
товителем. Разногласия, возникающие
между ними на любом этапе разра-
ботки, изготовления и поставки, ре-
шаются в вышестоящих организациях.
Первичным документом, на основании

ОБЩИЕ ВОПРОСЫ
17
которого производится проектирование
АЛ или входящего в нее технологиче-
ского оборудования, является за-
явка, составленная заказчиком в со-
ответствии с ОСТ2 НО2-3—80. За-
явка должна содержать все данные,
необходимые для разработки требуе-
мого заказчику оборудования. В слу-
чае необходимости проверки приня-
тых решений в заявке указываются
условия разработки, изготовления, ис-
пытания и поставки эксперименталь-
ных узлов или опережающего выпу-
ска образцов оборудования. Срок рас-
смотрения заявки на одну автомати-
ческую линию установлен до 30 дней,
заявки на технологическое оборудова-
ние для встройки в линию и на линию
для встройки в комплексную систему—
до 20 дней.
При выдаче заявки на повторную
поставку линии или технологического
оборудования для встройки в линию
допускается вносить требования, из-
меняющие отдельные положения сог-
ласованного технического задания на
ранее поставленное оборудование (ли-
нию). В этом случае изменения заявки
подлежат согласованию с разработ-
чиком и изготовителем.
Все виды конструкторских докумен-
тов, составляемых на этапах разра-
ботки проекта АЛ, экспертизе не под-
лежат.
Рабочая конструкторская докумен-
тация на линию согласованию с изго-
товителем не подлежит. Она передается
изготовителю по акту, при этом про-
изводится только контроль качества и
комплектности документации.
На каждую АЛ или параметрическую
группу линий, имеющих общие кон-
структивно-технологические призна-
ки, разработчиком составляются до-
кументы, характеризующие техниче-
ский уровень и качество оборудования,
регламентирующие условия испытаний,
поставки и ^'эксплуатации.
На каждую АЛ или параметрическую
группу линий должны составляться
технические условия.
Технические условия на линию или
входящее в нее оборудование согласо-
вываются одновременно с техническим
проектом или на предыдущих этапах
проектирования.
Групповые технические условия по-
сле согласования и утверждения под-
лежат государственной регистрации
в органах Государственного комитета
СССР по стандартам. Порядок раз-
работки, согласования, утверждения
и регистрации технических условий
регламентируется государственными и
отраслевыми стандартами.
В технических условиях указывают
основные положения приемо-сдаточ-
ных испытаний оборудования. Поря-
док приемо-сдаточных испытаний ли-
нии определяется программой и ме-
тодикой испытаний, которые состав-
ляются разработчиком и утвержда-
ются изготовителем. Допускается со-
ставление типовых программ и мето-
дик испытания на параметрические
группы линий или группы входящего
в них оборудования.
При наличии в технических усло-
виях полной регламентации порядка
испытания программу и методику ис-
пытаний отдельно не составляют.
Порядок и объем поставки режущего
инструмента, заготовок, сырья и ма-
териалов для испытания линий или
входящего в них оборудования,
другие вопросы обеспечения испыта-
ний устанавливаются изготовителем
и согласовываются с разработчиком и
заказчиком на одном из этапов
проектирования.
Заказчик несет материальную от-
ветственность за несвоевременную или
некомплектную поставку инструмента,
заготовок, сырья и материалов, а так-
же за их качество. Порядок возмеще-
ния ущерба изготовителю определя-
ется в договоре на поставку оборудо-
вания.
На каждую линию или параметриче-
скую группу линий разрабатывается
карта технического уровня и качества,
которая не входит в состав конструк-
торской документации ни на одном из
этапов производства. Карта является
документом для аттестации оборудова-
ния; сроки ее разработки устанавли-
ваются разработчиком и изготовителем
совместным решением.
В соответствии с действующими стан-
дартами все разрабатываемое обору-
дование должно соответствовать тре-
бованиям, предъявляемым к изделиям
высшей категории качества, и совре-
менным достижениям науки и техники»

18
ОРГАНИЗАЦИЯ П РОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
В отдельных технически и экономи-
чески обоснованных случаях по согла-
сованию с потребителем допускается
соответствие разрабатываемого обо-
рудования требованиям, предъявля-
емым к изделиям первой категории
качества.
Заказчиком автоматической линии
может быть министерство (ведомство)
или подведомственное ему предприя-
тие (объединение, организация), по
договору с которым или по принятой
заявке от которого производится раз-
работка оборудования. В функции за-
казчика входит составление и выдача
разработчику (изготовителю) заявки
на изделие; определение технических
требований к изделию; определение и
обоснование лимитной цены заказы-
ваемого изделия; рассмотрение и сог«
ласование конструкторской техниче-
ской документации на всех этапах про-
ектирования изделия; участие в прие-
мо-сдаточных испытаниях и приемка
изделия; обеспечение правильного ис-
пользования или эксплуатации изде-
лия и определение объема потребностей
в изделиях.
Разработчиком может быть проектно-
конструкторская (конструкторская) ор-
ганизация, научно-исследовательский
институт, предприятие-изготовитель.
Разработчик на основе достижений на-
уки и техники и в соответствии с за-
явкой заказчика разрабатывает и сог-
ласовывает конструкторскую техни-
ческую документацию на всех стадиях
и этапах проектирования изделия; вы-
являет новые технические решения и
представляет для государственной па-
тентной экспертизы заявки на предпо-
лагаемые изобретения; готовит сов-
местно с изготовителем предложения по
проведению экспериментально-иссле-
довательских работ, изготовлению
экспериментальных узлов или опыт-
ных образцов; участвует в испытаниях
изделий; осуществляет авторский над-
зор при изготовлении и эксплуатации
изделий и обеспечивает технический
уровень изделия, соблюдение сроков
разработки и качество конструктор-
ской документации в соответствии
с действующими стандартами.
Изготовителем является предприя-
тие или производственное объединение.
Функции изготовителя заключаются
в следующем: заключение договора на
поставку изделия; рассмотрение и сог-
ласование технической документации
на всех стадиях и этапах разработки
изделия; приемка и ведение техниче-
ской документации в процессе про-
изводства изделий; изготовление экс-
периментальных узлов или опытных
образцов изделий; опережающий вы-
пуск отдельных составных частей ли-
нии; организация и проведение экспе-
риментальных работ; обеспечение тех-
нологической подготовки, сроков и
качества изготовления изделий; орга-
низация и проведение испытаний изде-
лий и аттестация изделий.
Потребителем может быть министер-
ство (ведомство) или подведомствен-
ные ему предприятия (объединения).
Функции потребителя следующие: оп-
ределение требований к разрабатывае-
мым (выпускаемым) изделиям; органи-
зация правильной эксплуатации изде-
лий в соответствии с требованиями
технической документации; обеспече-
ние полного использования техничес-
ких возможностей оборудования; уча-
стие в оценке технического уровня и
качества используемых изделий на
стадиях их разработки, приемки и
эксплуатации; предоставление заказ-
чику, разработчику и изготовителю
информации об эксплуатации изде-
лий.
Функции и ответственность заказ-
чика, разработчика, изготовите-
ля и потребителя продукции от-
раслей Минстанкопрома определены
ОСТ2 НО2-3—80.
Разработчик в оговоренные догово-
ром сроки предоставляет заказчику
техническую документацию, необхо-
димую для устройства фундамента и
подвода к месту установки линии не-
обходимых коммуникаций (электро-
энергии, сжатого воздуха, воды, сма-
зывающе-охлаждающей жидкости), от-
вода стружки, подачи заготовок и от-
вода обработанных деталей и т. д.
Вместе с линией изготовитель по-
ставляет заказчику руководство по
эксплуатации, в состав которого входят
техническое описание и инструкции
по эксплуатации линии в целом и от-
дельных ее составных частей, а также
инструкцию по транспортированию и
монтажу. Эксплуатационная доку-

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
1Й
ментация составляется разработчиком
линии и утверждается изготовителем.
Автоматические станочные линии до-
лжны быть разработаны, изготовлены
и использованы в эксплуатации с обе-
спечением требований безопасности,
изложенных в ГОСТ 12.2.009—80х.
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТНО-
КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
Организация проектно-конструктор-
ских работ охватывает разделение и
специализацию труда конструкторов
и ИТР; унификацию и агрегатирова-
ние оборудования; рациональное пла-
нирование во времени проектно-кон-
структорских и оформительских ра-
бот; выполнение опытно-конструктор-
ских и экспериментально-исследова-
тельских работ; изучение и обобщение
опыта разработки, изготовления и эк-
сплуатации автоматизированного обо-
рудования; четкое нормирование всех
работ; автоматизацию процесса проек-
тирования (разработки);механизацию и
автоматизацию работ по изготовлению
и оформлению технической документа-
ции; материальное и моральное стиму-
лирование; улучшение условий труда
и отдыха работников.
В машиностроении широкое распро-
странение получил опыт разработки
АЛ в специальных конструкторских
бюро (СКВ), представляющих собой
самостоятельные хозрасчетные орга-
низации.
При создании СКВ реализуется две
прогрессивные идеи: унификация и аг-
регатирование (в области проектиро-
вания АЛ); углубленная специализа-
ция и разделение труда конструкторов
(в области организации труда). Типо-
вая структура СКВ АЛ представлена
на рис. 1. В ней сочетаются принципы
разделения труда, единоначалия и
персональной ответственности за кон-
кретный участок работы.
Начальник СКВ отвечает за всю
производственно-финансовую и хо-
зяйственную деятельность бюро, яв-
ляется председателем технического со-
вета — совещательного органа; глав-
ный инженер — за производственную
деятельность СКВ; главный конструк-
тор, являясь заместителем главного
инженера по конструированию, — за
ведение и нормирование всех проектно-
конструкторских работ; заместитель
начальника СКВ — за хозяйственную
деятельность бюро.
Все конструкторские отделы разде-
лены на основные и специализирован-
ные. Основные отделы имеют предмет-
ную специализацию: проектируют АЛ
и отдельные образцы оборудования для
определенной номенклатуры деталей
или определенных технологических ви-
дов их обработки.
При создании комплексных АЛ из
числа ведущих конструкторов или
заведующих секторами основных отде-
лов назначается главный конструктор
проекта, который руководит всеми
работами по разработке проектной и
конструкторской документации комп-
лекса.
Специализированные отделы заняты
разработкой определенных элементов
или составных частей АЛ: шпиндель-
ных и унифицированных узлов, элект-
рооборудования, гидрооборудования,
конвейеров, инструмента,сварных кон-
струкций и т. д. Каждый специализи-
рованный отдел имеет отдельную груп-
пу по разработке нормализованных
узлов, деталей, схемных решений и
руководящих материалов по специали-
зации отдела.
Разработкой унифицированных уз-
лов для основных отделов занимается
отдел перспективного проектирования
и унифицированных узлов.
Подготовкой проектирования (рас-
смотрение заявок, оформление прото-
колов согласования, разработка черте-
жа обработки) занимается отдел под-
готовки проектирования (технологи-
ческий отдел) СКВ. Подготовкой и
заключением договоров на поставку
линий занимается служба завода-из-
готовителя линии.
Работы по созданию автоматических
линий в СКВ регламентируются руко-
водящими материалами, должностны-
ми инструкциями и стандартами пред-
приятия.
Опыт создания автоматических ли-
ний из агрегатных станков изложен
в работе [1 ].
Конструкция и технические харак-
теристики основных унифицирован-
ных узлов, изготовляемых серийно на

20
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
Рис. 1. Типовая структура СКБ АЛ

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИХ РАБОТ
21
заводах Минстанкопрома, приведены
в каталоге [4] и работе [9].
Способы и методы решения задач
автоматизации проектных работ (в ча-
стности, опыт проектирования много-
шпиндельных коробок) изложены в ра-
боте [3].
Для правильной организации и пла-
нирования работы в СКВ необходимо
иметь обоснованные нормативы затрат
труда на выполнение конкретных ви-
дов конструкторских работ.
Нормирование обеспечивает сопо-
ставимость результатов труда кон-
структоров и достаточно объективную
оценку результатов работы конструк-
торских подразделений.
Анализ работы СКВ АЛ показывает,
что заработная плата конструкторов
в прямых затратах на проектирование
линий составляет 95 % [5]. Поэтому
получившая распространение в ря-
де конструкторских организаций Мин-
станкопрома система укрупненных
норм на проектные работы, в которых
расценки даны в рублях конструктор-
ской заработной платы, является про-
грессивной. Такое нормирование имеет
существенные преимущества по срав-
нению с нормированием в человеко-ча-
сах. Нормирование в рублях предо-
ставляет конструктору возможность
решить задачу наиболее простым и
эффективным способом, использовать
унифицированное решение (узел), най-
ти или заимствовать удачную кон-
струкцию, разработать наиболее опти-
мальный вариант узла, линии. В этом
случае интересы конструктора совпа-
дают с интересами разработчика, из-
готовителя и потребителя.
Принятая система нормирования
способствует упорядочению планиро-
вания и отчетности. Повышение за-
работной платы конструкторов в связи
с ростом их квалификации автомати-
чески увеличивает выпуск товарной
продукции — рабочей конструкторской
документации. Нормирование проект-
ных работ осуществляется на стадии
разработки технического задания и
уточняется, при необходимости, после
согласования технического проекта,
когда окончательно определены все
конструктивно-компоновочные реше-
ния. '
По мере повышения уровня унифи-
кации проектируемого оборудования,
внедрения средств автоматизации и
других организационно-технических
мероприятий расценки корректиру-
ются. Расценочная ведомость служит
основанием изготовителю для состав-
ления плановой калькуляции стои-
мости проектных работ и исходным
документом для определения по прей-
скуранту отпускной стоимости (цены)
оборудования, которая включается
в договор на поставку. Доля стои-
мости проектных работ в отпускной
стоимости оборудования не превышает
10 %.
Копировальные, переплетные и дру-
гие оформительские работы проектной
документации нормируются в рублях
по образцам (эталонам). На работы,
выполняемые машинным способом (ме-
ханизировано более 95 % копиро-
вальных работ), нормируется сменное
задание. Система оплаты операто-
ров — повременно-премиальная.
Типовое распределение стоимости
разработки по видам затрат в про-
центах от общей стоимости разработки
АЛ приведено ниже.
Заработная плата работников за
конструирование, %:
конструкторско-компоновоч-
ных решений АЛ и зажимных
приспособлений (основной от-
дел) ...... о.............27,6
шпиндельных узлов ....	4,9
инструментальных наладок 2,9
электрооборудования ....	6,5
гидрооборудования ........ 2,1
сварных конструкций ....	1,2
Заработная плата работников за
оформление проекта, %:
копирование ........	1,7
машинописные работы ...	0,3
светокопирование и переплет 0,3
Таким образом, ориентировочно мо-
жно принимать, что заработная плата
за конструирование составляет 45,1 % ,
а на оформление проекта — 2,3 %
от общей стоимости разработки АЛ,
т. е. прямая заработная плата состав-
ляет 47,4 %.
Командировочные расходы можно
принимать в размере 1 %, а наклад-
ные— 51,6%, в том числе:
Стоимость материалов .....	3,2
Заработная плата общепроизвод-
ственного персонала ....... 12,6
Содержание основных средств и
малоценных предметов .......... 7,0


ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
Текущий ремонт основных средств 0,5
Стоимость инвентаря и оборудова-
ния без капитальных вложений 1,0
Расходы на подготовку кадров 0,5
Средства на выплату премий . .	7,0
Расходы на АУП................. 3,1
Дополнительная зарплата и на-
числения на зарплату ..........12,7
Отчисления на капитальный ре-
монт .......................... 0,7
Затраты на технологические цели 0,9
Расходы на охрану и безопасность
труда ......................... 0,5
Расходы на техническую инфор-
мацию ......................... 0,9
Прочие хозяйственные	расходы	1,0
Работа по созданию АЛ планиру-
ется по времени с учетом наличия
материальных и трудовых ресурсов.
Планирование и контроль обеспечива-
ют координацию работы всех подраз-
делений конструкторского бюро на
всех стадиях и этапах разработки,
изготовления и поставки оборудова-
ния. Вся работа конструкторского
бюро осуществляется на принципах
хозяйственного расчета в соответствии
с договором, заключаемым между раз-
работчиком и изготовителем сроком
на один год. В соответствии с этим
договором разработчик принимает на
себя следующие основные обязателы
ства: 1) по поручению изготовителя
рассматривает заявку заказчика и
ведет проектирование оборудования
в соответствии со специализацией
изготовителя; 2) осуществляет автор-
ский надзор за изготовлением, отлад-
кой и эксплуатацией спроектированно-
го оборудования; 3) разрабатывает
и корректирует технические условия,
эксплуатационную документацию, па-
тентные формуляры, карты техниче-
ского уровня и качества продукции и
другую техническую документацию на
спроектированное оборудование и уни-
фицированные узлы и детали; 4) ве-
дет опытно-конструкторские и экспе-
риментально-исследовательские ра-
боты, связанные с созданием нового
оборудования и унифицированных уз-
лов; 5) разрабатывает новые и со-
вершенствует применяемые унифи-
цированные узлы; 6) ведет системати-
ческую работу по изучению и повы-
шению технического уровня и качества
проектируемого оборудования, его
точности, надежности, производитель-
ности и долговечности; 7) совместно
с изготовителем изучает потребности
в выпускаемом оборудовании.
Производственная деятельность про-
ектной организации осуществляется
на основе и в соответствии с тематиче-
скими планами работ.
Проектирование АЛ ведется по го-
довому графику параллельно на всех
этапах в ведущих и специализирован-
ных отделах. Разработка составных
частей АЛ в специализированных от-
делах ведется по техническим зада-
ниям, разрабатываемым основным
отделом.
На основе графика проектных работ,
данных бухгалтерского учета затрат
по объектам проектирования и рас-
ценок на проектные работы составля-
ются ежемесячные графики работ.
По всем позициям графика указыва-
ются ответственный исполнитель (ве-
дущий конструктор), сроки окончания
этапов работ и сдачи технической до-
кументации. Один раз в неделю ход
выполнения графика рассматривается
на оперативном совещании у началь-
ника СКБ, который может принять
решение о внесении корректив в гра-
фик.
Основным планируемым подразде-
лением (единицей) является конст-
рукторский сектор, состоящий из 10—
15 человек, который ежемесячно от-
читывается по номенклатуре, срокам
и объему проектирования, выражен-
ному в заработной плате конструкто-
ров.
СТАДИИ РАЗРАБОТКИ И ЭТАПЫ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
Взаимосвязанные правила и поло-
жения по порядку разработки, оформ-
ления и обращения конструкторской
документации устанавливает комплекс
государственных стандартов — Единая
система конструкторской документа-
ции (ЕСКД). Общие положения этой
системы определены ГОСТ 2.001—70.
Проектирование автоматической ли-
нии начинается с рассмотрения за-
явки заказчика, при этом отдел под-
готовки проектирования (технологи-
ческий отдел) разработчика производит
проверку комплектности заявки и со-
ответствия оформления ее действую

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
23
Рис. 2. Этапы разработки проектно-конструкторской документации на АЛ
щим стандартам и наличия всех не-
обходимых исходных данных для раз-
работки технического задания. Руко-
водство разработчика совместно с от-
делом подготовки проектирования,
станочным конструкторским отделом и,
при необходимости, со специализи-
рованными отделами (см. рис. 1)
проводят оценку технической возмож-
ности и экономической целесообраз-
ности проектирования и изготовления
линии. Заявку направляют в один
из основных отделов с учетом подеталь-
ной специализации и загрузки отде-
лов. В конструкторском отделе вы-
полняют необходимую конструктор-
скую проработку и подготовку за-
ключений на заявку. По результатам
ее рассмотрения заказчику выдают
заключение о приеме заявки с указа-
нием срока разработки технического
задания или об отказе в приеме заявки
с обоснованием отказа.
Предусматриваются следующие эта-
пы разработки проектно-конструк-
торской документации на АЛ (рис. 2).
1.	Техническое задание — исходный
документ для разработки конструк-
торской документации линии. Оно
разрабатывается на основе исходных
требований заказчика, анализа пере-
довых достижений и технического
уровня отечественной и зарубежной
техники, изучения патентной доку-
ментации и результатов эксперимен-
тально-исследовательских работ. Ос-
нованием для разработки технического
задания является принятая заявка
заказчика, направление фондодержа-
теля и ведомость (имени и к) Госплана
СССР. В техническом задании указы-
ваются основное назначение, технцче-

24
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
ские характеристики, показатели ка-
чества и технико-экономические тре-
бования, предъявляемые к разрабаты-
ваемому изделию, требования по вы-
полнению необходимых стадий -и эта-
пов разработки конструкторской до-
кументации и ее состав, а также спе-
циальные требования к изделию. Тех-
ническое задание может состоять из
двух частей: типового технического
задания и дополнения к нему. Типовое
техническое задание содержит общие
вопросы, относящиеся ко всем линиям,
имеющим общие характерные особен-
ности.
Дополнение к типовому техни-
ческому заданию содержит сведения
о специфических для данной линии
характеристиках и особенностях. До-
полнение к типовому техническому
заданию подписывается разработчиком,
согласовывается с заказчиком и ут-
верждается изготовителем. В техни-
ческом задании указываются стадии и
этапы разработки конструкторских до-
кументов, причем отдельные этапы
могут быть исключены или объеди-
нены.
При наличии тщательно разрабо-
танного и согласованного без сущест-
венных замечаний технического зада-
ния приступают к разработке техни-
ческого проекта АЛ, исключив ста-
дии разработки технического предло-
жения и эскизного проекта. Иногда
техническое задание выполняют в объ-
еме технического предложения или
эскизного проекта. Это позволяет су-
щественно сократить сроки проекти-
рования. Порядок построения, изло-
жения и оформления технического
задания установлен ОСТ2 НО2-3—80.
Изменения в техническое задание не
вносятся. Если в документации после-
дующих этапов проектирования от-
дельные положения технического за-
дания изменены и эта документация
согласована в установленном порядке,
окончательной считается последняя ре-
дакция.
Содержание и объем конструкторской
документации каждого этапа проекти-
рования устанавливаются разработчи-
ком с учетом требований технического
задания и действующих стандартов.
Основные требования — по
ГОСТ 15.001—73 * и ОСТ2 НО2-3—80
2.	Техническое предложение — со-
вокупность конструкторских доку-
ментов, которые должны содержать
технические и технико-экономические
обоснования целесообразности раз-
работки документации изделия на ос-
новании анализа технического задания
и различных вариантов возможных
решений изделий, сравнительной оцен-
ки решений с учетом конструктивных
и эксплуатационных особенностей раз-
рабатываемого и существующих из-
делий, а также патентных материалов.
Техническое предложение разраба-
тывают с целью выбора на основе пред-
варительной конструкторской прора-
ботки оптимального варианта констру-
кторско-компоновочного решения и
уточнения технических характери-
стик изделия.
При разработке технического пред-
ложения выполняют работы:
выявляют варианты возмож-
ных конструктивно-компоновочных ре-
шений изделия и технологических ва-
риантов изготовления (сборки) дета-
лей (узлов, машин) на разрабатывае-
мой линии;
выявляют новые решения и оформ-
ляют заявки на изобретения;
проверяют соответствие требованиям
техники безопасности и производ-
ственной санитарии;
дают сравнительную оценку вари-
антов по технологическим, конструк-
тивным, эксплуатационным, экономи-
ческим и другим показателям, при
этом для уточнения отдельных пока-
зателей иногда проводят эксперимен-
тальные работы;
обосновывают и выбирают оптималь-
ный вариант изделия, устанавливают
его технические характеристики и
показатели качества.
В документах технического предло-
жения сведения к отдельным вариан-
там разрабатываемого изделия реко-
мендуется представлять в удобной для
сопоставления форме (в виде табли-
цы). На чертеже общего вида изобра-
жения выполняются с максимальными
упрощениями, предусмотренными стан-
дартами ЕСКД. Документам присва-
ивают литеру «П».
Техническое предложение разраба-
тывают при необходимости выявления
уточненных основных и дополнитель-

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЛ
25
ных данных разрабатываемой АЛ,
которые не могли быть указаны в тех-
ническом задании, и это целесообразно
сделать на основе предварительной
конструкторской проработки и анализа
различных вариантов линии. Основа-
нием для разработки технического
предложения является согласованное
и утвержденное техническое задание,
если в нем оговорен этап разработки
технического предложения.
Техническое предложение после сог-
ласования и утверждения в установ-
ленном порядке является основанием
для разработки эскизного (техниче-
ского) проекта.
Объем работ — по ГОСТ 2.118—73*.
3.	Эскизный проект — совокупность
конструкторских документов, которые
должны содержать принципиальные
конструктивные решения, дающие об-
щее представление об устройстве и
принципе работы изделия, а также
данные, определяющие назначение, ос-
новные параметры и габаритные раз-
меры разрабатываемого изделия.
Эскизный проект разрабатывают, ес-
ли это предусмотрено техническим
заданием или последующими согласо-
ванными решениями. Эскизный проект
создают с целью установления прин-
ципиальных конструктивных, компо-
новочных, схемных и других решений
изделия, когда это целесообразно сде-
лать до разработки технического про-
екта или рабочей документации.
На стадии эскизного проекта могут
рассматриваться один или несколько
вариантов изделия и его составных ча-
стей. При этом выполняют работы,
необходимые для обеспечения предъ-
являемых к изделию требований по
точности, надежности, технологично-
сти, унификации и т. д.
Эскизный проект после согласования
и утверждения в установленном по-
рядке служит основанием для разра-
ботки технического проекта или ра-
бочей конструкторской документа-
ции.
Объем работ — по ГОСТ 2.119—73*.
4.	Технический проект — совокуп-
ность конструкторских документов, ко-
торые должны содержать окончатель-
ные технические решения, дающие
полное представление об устройстве
разрабатываемого изделия, и исход-
ные данные для разработки рабочей
документации.
Технический проект разрабатывают,
если это предусмотрено техническим
заданием, протоколом рассмотрения
технического предложения или эскиз-
ного проекта.
Технический проект, как правило,
создают на все АЛ для выявления
окончательных технических решений,
дающих полное представление о кон-
струкции изделия и его составных
частей. При необходимости могут быть
предусмотрены разработка несколь-
ких вариантов отдельных составных
частей и выбор оптимального вари-
анта на основании результатов испы-
тания опытных образцов.
При разработке технического про-
екта выполняют работы, необходимые
для обеспечения предъявляемых к из-
делию требований и позволяющие по-
лучить полное представление о кон-
струкции разрабатываемого изделия,
оценить его соответствие требованиям
технического задания, технологич-
ность, способ упаковки, возможности
транспортирования и монтаж у по-
требителя, удобство эксплуатации, воз-
можности ремонта и т. д.
В проекте могут быть использованы
отдельные документы, разработанные
на предыдущих стадиях проектирова-
ния, если они соответствуют требова-
ниям, предъявляемым к документам
технического проекта. Использован-
ным документам присваивают литеру
«Т». Основанием для разработки тех-
нического проекта являются согласо-
ванные и утвержденные техническое
задание и техническое предложение,
или эскизный проект, если их разра-
ботка была предусмотрена техниче-
ским заданием.
Технический проект после согласо-
вания и утверждения в установленном
порядке служит основанием для раз-
работки рабочей конструкторской до-
кументации.
Объем работ — по ГОСТ 2.120—73*.
Основные показатели назначения и
качества АЛ определяются при выборе
принципиальной схемы технологиче-
ского процесса и структурно-компоно-
вочной схемы оборудования. Приня-
тые решения должны основываться
на достижениях научно-технического

26
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
прогресса и передового опыта автомат
тизации различных производств, источ-
ником которых является информация,
имеющаяся в распоряжении разработ-
чика к началу проектирования линии.
Для отработки конструкций состав»
ных частей и АЛ в целом на техноло-
гичность необходимо участие техноло-
гов завода-изготовителя в процессе
разработки линии, начиная с первых
этапов проектирования. Поэтому на
разных стадиях и этапах разработки
и постановки продукции на производ-
ство конструкторская документация
подвергается технологическому конт-
ролю, осуществляемому отделом глав-
ного технолога (ОГТ) завода-изгото-
вителя. Порядок контроля в конст-
рукторской документации выполнения
норм и требований к технологи-
ческой конструкции устанавливают
ГОСТ 2.121—73.
Цель технического контроля —
следить за соблюдением в разрабаты-
ваемых изделиях установленных тех-
нологических норм и требований с уче-
том современного уровня развития
данной отрасли техники и способов
изготовления, эксплуатации и ремонта
изделия, за достижением в разрабаты-
ваемом изделии заданных показателей
технологичности, за выявлением наи-
более рациональных способов изго-
товления изделия.
Конструкторы должны быть обеспе- -
чены необходимой информацией о тех-
нологических возможностях завода-
изготовителя: видах заготовительного
производства (литейного, кузнечно-
прессового, сварочного); группах и
типах металлообрабатывающего обо-
рудования; применяемых процессах
упрочнения и термообработки деталей
и покрытия поверхностей; применяе-
мости материалов, покупных и ком-
плектующих изделий; применяемости
режущего и контрольно-измеритель-
ного инструмента; наличии подъемно-
транспортных средств и т. д.
Стадии и этапы разработки конст-
рукторской документации, на которой
она подлежит технологическому конт-
ролю, устанавливаются отраслевыми
документами или по согласованию
разработчика с изготовителем.
Исправления и изменения, выявлен-
ные при контроле, вносят в конструк-
торскую документацию в порядке,
установленном ГОСТ 2.503—74*.
В зависимости от количества и со-
держания разрабатываемой конструк-
торской документации технологиче-
ский контроль может производиться
одним контролером или несколькими,
имеющими специализацию (техноло-
гичность механической обработки, сва-
рки, термообработки, сборки и т. п.).
При технологическом контроле руко-
водствуются соответствующими стан-
дартами единой системы технологи-
ческой подготовки производства
(ЕСТПП), руководящими материалами
и т. п.
Основные этапы работ, выполняемые
при изготовлении и поставке линии,
показаны на рис. 3. После приемки ра-
бочей конструкторской документации
изготовитель проводит технологиче-
скую подготовку производства, кото-
рая регламентируется стандартами
Единой системы технологической под-
готовки производства (ЕСТПП).
Изготовление линии осуществляется
в соответствии с требованиями рабочей
конструкторской документации и тех-
нических условий, действующих на
период изготовления государственных
и отраслевых стандартов.
Приемо-сдаточные испытания линии
у изготовителя, как правило, предва-
рительные. Монтаж, отладка и окон-
чательные приемо-сдаточные испыта-
ния линии проводятся у заказчика
(потребителя) по дополнительному со-
глашению, заключаемому между изго-
товителем и заказчиком.
Основные этапы работ, выполняемых
при получении и эксплуатации АЛ,
показаны на рис. 4.
Решение комплекса инженерных за-
дач на всех этапах проектирования тре-
бует выполнения большого количества
разнообразных расчетов и обоснований
(табл. 1). На этапе анализа заявки на
проектирование основная задача —
оценить целесообразность проведения
проектных работ и создания АЛ для
данных конкретных условий произ-
водства, для чего необходимо выпол-
нить ориентировочные расчеты по ка-
честву изделий, производительности,
экономической эффективности. После
того, как решение о развертывании
работ по проектированию принято^

СТАДИИ РАЗРАБОТКИ И ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЛ
27
Рис. 4. Этапы работ при получении
и эксплуатации АЛ
Рис. 3. Этапы работ при изготовлении
и поставке АЛ

1. Основные этапы проектирования АЛ
Этап	Выполняемая работа	Выполняемый расчет
Заявка на проектирование	Анализ возможностей выполнения требований к ка- честву изделий и программе выпуска, экономической эффективности	Технологические прикидки Ориентировочные расчеты возможной производитель- ности и возможной эффективности
Техническое задание и тех- ническое пред- ложение	Выбор технологических методов и разработка ва- риантов маршрутов обработки и сборки Формирование совокупности структурно-компоновоч- ных вариантов построения системы машин Выбор оптимального варианта построения системы машин	Расчеты ожидаемой точности и длительности обработ- ки по вариантам с учетом совмещения операций Укрупненные расчеты ожидаемой производительности и экономической эффективности по сравниваемым ва- риантам Расчет и выбор оптимального варианта
Эскизный проект	Разработка кинематических схем, пневмогидравли- ческих схем и др. Выбор типа системы и разработка блок-схемы управ- ления	Расчеты кинематических и пневмогидравлических схем Расчет и выбор параметров системы управления
Технический проект	Разработка инструмента, приспособлений, механиз- мов и устройств, привода, устройств управления, общих видов машин, транспортно-загрузочной си- стемы, планировки	Силовые, кинематические, прочностные динамические, гидравлические, электротехнические расчеты
Рабочий проект	Деталировка сборочных единиц Составление ведомости покупных изделий Разработка маршрутной технологии Разработка паспортной документации и оценка ожи- даемых технико-экономических показателей	Расчеты размерных цепей Расчет технологических усилий и времени Уточненные расчеты ожидаемой производительности надежности в работе и ожидаемой экономической эффек- тивности
Изготовление и сборка	Изготовление деталей Узловая сборка Общая сборка	—
Сдача и приемка	Проверка узлов на геометрическую точность и жесткость Приемо-сдаточные испытания машин у изготовителя по качеству изделий и надежности Приемо-сдаточные испытания у заказчика по каче- ству изделий, надежности и производительности	Обработка результатов проверок, сравнение с требова- ниями Обработка и обобщение результатов испытаний Расчет фактических показателей качества изделий, производительности и надежности в работе, сравнение их с требуемыми
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ

виды КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ И ИХ РАЗРАБОТКА 29
на этапах технического задания и тех-
нического предложения прорабатыва-
ются принципиальные проектные ре-
шения, связанные с разработкой тех-
нологии и выбором структурно-ком-
поновочного варианта системы машин,
включая тип и количество технологи-
ческого оборудования, вид транспорт-
но-накопительной системы, способа
межагрегатной связи и т.д.Это наибо-
лее ответственный этап проектирова-
ния, на котором необходимо выпол-
нить сравнительные расчеты точности
и длительности обработки, производи-
тельности и экономических показате-
лей по сопоставляемым вариантам.
На последующих этапах эскизного и
технического проектирования опре-
деляющими являются «классические»
инженерные расчеты. На завершаю-
щих этапах проектирования выполня-
ются как технологические расчеты,
связанные с изготовлением и сборкой,
так и уточненные расчеты ожидаемых
технико-экономических показателей
проектируемой линии, разработка пас-
портных характеристик и исходных
данных для приемо-сдаточных испыта-
ний (см. табл. 1).
Приемо-сдаточные испытания на всех
этапах (от испытаний узлов в цеховых
условиях изготовления до сдачи
готовой линии заказчику) дают факти-
ческую информацию о параметрах
качества изделий, быстродействия и
надежности в работе механизмов и
устройств, стойкости инструмента, мо-
бильности при наладке и переналадке
и др. Математическая обработка этой
информации и ее интерпретация дают
ответ на вопрос о соответствии факти-
ческих параметров спроектированной
линии исходным требованиям качества
изделий, программе выпуска.
Все выполняемые в процессе проею
тирования АЛ инженерные расчеты
можно разделить на «классические»
(расчеты силовых, прочностных, ки-
нематических характеристик с целью
решения задач разработки схем и кон-
струкций на уровне механизмов и уст-
ройств или отдельных видов встраи-
ваемого в линию оборудования; мето-
ды этих расчетов многократно изло-
жены в соответствующих'справочниках
и пособиях) и специфические (расчеты,
связанные с созданием АЛ как слож-
ных взаимосвязанных систем машин,
с целью решения проектно-конструк-
торских задач на уровне системы в це-
лом: от выбора принципиального про-
ектного варианта до сдачи линии за-
казчику); методы решения этих задач
и составляют основное содержание
данного справочника.
ВИДЫ КОНСТРУКТОРСКИХ
ДОКУМЕНТОВ И ОРГАНИЗАЦИЯ
их разработки
Установленные стандартами ЕСКД
правила и положения распространя-
ются на все виды конструкторских
документов, учетно-регистрационную
документацию, нормативно-техниче-
скую и технологическую документа-
цию АЛ.
Разработке рабочей конструктор-
ской документации автоматических ли-
ний как изделий индивидуального
производства может предшествовать
выполнение только отдельных стадий
разработки. Конструкторским доку-
ментам, предназначенным для разо-
вого изготовления одного или несколь-
ких изделий, присваивают литеру «И».
Порядок разработки оформления и
обращения конструкторской докумен-
тации у разработчика с учетом его
особенностей регламентируется стан-
дартом предприятия, который уста-
навливает номенклатуру документов;
конкретных разработчиков и их функ-
ции; порядок согласования, утвер-
ждения, комплектования, хранения и
изменения проектной документации;
особенности оформления документации
.экспортных изделий.
В стандарте должны быть уч-
тены требования ГОСТ 2.102—68*,
ГОСТ 2.103—68*, ГОСТ 2.106—68,
ГОСТ 2.109—73*, ГОСТ 2.118—73*,
ГОСТ 2.120—73*, ОСТ2 НО2-3—80,
ОСТ2 НО2-5—77.
К проектной конструкторской доку-
ментации относят графические и тек-
стовые документы, разрабатываемые
подразделениями организации, содер-
жащие технические и технико-экономи-
ческие обоснования возможности и
целесообразности создания изделия,
принципиальные и окончательные тех-
нические решения, необходимые и до-

30
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
статочные для разработки рабочей
документации.
Комплектность конструкторских до-
кументов, их номенклатура в зависи-
мости от стадий и этапов разработки
установлены ОСТ2 НО2-5—77.
В техническом задании приводится
номенклатура конструкторских до-
кументов, входящая в состав проектной
документации.
Разработку технического задания на
автоматическую линию производит ве-
дущий конструктор основного отдела
при участии работников отдела под-
готовки проектирования и специализи-
рованных конструкторских отделов
на основе имеющегося опыта и анализа
научно-технической информации.
В основном отдел? выполняют сле-
дующие работы:
выбирают и согласовывают со спе-
циализированными отделами рацио-
нальную компоновку автоматической
линии с учетом конструктивных осо-
бенностей обрабатываемых деталей,
требуемой производительности линии,
надежности ее составных частей и ре-
жущего инструмента;
определяют основные технико-эко-
номические показатели линии (габа-
риты, производительность, надежность,
точность обработки деталей, степень,
автоматизации и т. д.);
проводят конструкторскую (эскиз-
ную) проработку с целью определения
технической возможности создания ав-
томатической линии и (или) ее отдель-
ных составных частей;
выдают в отдел подготовки проекти-
рования исходные данные для опреде-
ления оптовой цены линии;
разрабатывают чертеж обработки
(чертеж заготовки), карту обработки
(и сборки) и габаритный чертеж ли-
нии;
подготовляют исходные данные для
расчета надежности и производитель-
ности вариантов автоматической ли-
нии;
оформляют и комплектуют техниче-
ское задание в четырех экземплярах;
согласовывают техническое задание
на автоматическую линию с разработ-
чиками-соисполнителями , изготови-
телем и заказчиком.
В отделе подготовки проектирования
выполняют следующие работы:
разрабатывают маршрутный техно-
логический процесс обработки (и сбор-
ки) деталей в линии (совместно с ве-
дущим конструкторским станочным от-
делом и специализированным конст-
рукторским отделом инструмента);
готовят исходные данные по режу-
щему инструменту и его стойкости для
расчета надежности инструментальной
наладки;
выполняют расчет режимов резания
и проектной производительности ли-
нии (совместно с сектором инженер-
ных расчетов и вычислительной тех-
ники и лабораторией надежности и
долговечности);
передают в плановый отдел завода-
изготовителя исходные данные для
определения оптовой цены линии;
рассчитывают экономический эффект
линии;
контролируют чертеж обработки (и
сборки);
регистрируют, хранят и выдают
технические задания.
Отдел научно-технической инфор-
мации, сектор патентоведения и ла-
боратория надежности и долговеч-
ности по заданиям основного и специ-
ализировенных отделов готовят ин-
формацию по вопросам обработки
(сборки) аналогичных деталей и обо-
рудования, аналогичного проектиру-
емой линии.
Лаборатория надежности и долго-
вечности выполняет расчет надеж-
ности и производительности вариантов
проектируемой линии, готовит инфор-
мацию о работе аналогичного отечест-
венного или зарубежного оборудования
в условиях эксплуатации на заводах
страны, при необходимости проводит
изучение этого оборудования по зада-
нию конструкторских отделов.
Экспериментально - исследователь-
ский отдел при необходимости по за-
даниям конструкторских отделов про-
водит экспериментально-исследова-
тельские работы или заключает
хоздоговоры на их проведение с дру-
гими организациями и институтами.
Разработку технического предло-
жения и технического проекта прово-
дит основной конструкторский отдел,
и по его заданию специализированные
конструкторские отделы выполняют
конструкторскую проработку состав-

ВИДЫ КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ И ИХ РАЗРАБОТКА 31
ных частей с учетом своей специали-
зации.
Для руководства и организации всех
работ назначается ведущий конструк-
тор АЛ, который отвечает за все при«
нятые решения, качество работ и сроки
их выполнения.
Разработка конструкторских доку-
ментов при проектировании станочных
АЛ имеет специфические особенности.
На все АЛ из агрегатных станков
разработано и действует типовое тех-
ническое задание. Дополнение
к типовому техническо-
му заданию разрабатывается
на каждую АЛ и согласовывается с из-
готовителем и заказчиком.
В ведомость технического предложе-
ния (технического проекта) входят
следующие документы: общая доку-
ментация на АЛ; документация на
сборочные единицы.
Габаритный чертеж АЛ —
документ, содержащий контурное
(упрощенное) изображение линии
с габаритами, установочными и при-
соединительными размерами.
Чертеж общего вида,
поясняющий принцип работы изде-
лия, определяет конструкцию изделия
и взаимодействие его составных частей.
Выполняют чертеж общего вида
с учетом последующей необходимости
его переоформления без существенных
изменений в сборочный чертеж.
Графическая часть выполняется
в соответствии с требованиями
ГОСТ 2.109—73*. Основные надписи
в конструкторских документах,
формы, размеры и порядок заполне-
ния	документов	установлены
ГОСТ 2.104—68*. Требования к выпол-
нению спецификаций установлены
ГОСТ 2.108—68*, текстовых докумен-
тов — ГОСТ 2.105—79*. Формы и пра-
вила выполнения ведомостей, поясни-
тельной записки и расчетов устано-
влены ГОСТ 2.106—68*.
В состав проекта и рабочей докумен-
тации входят следующие документы.
Пояснительная запи-
ска — документ, содержащий описа-
ние устройства и принципа действия
разрабатываемого изделия, а также
обоснование принятых при его раз-
работке технических и технико-
экономических решений.
Расчет — документ, содержащий
расчеты параметров. Порядок изложе-
ния расчетов определяется характе-
ром рассчитываемых параметров.
Эскиз или схему вычерчивают в про-
извольном масштабе, обеспечивающем
четкое представление о рассчитыва-
емом изделии.
Программа и методика
испытаний — документ, содер-
жащий технические данные, под-
лежащие проверке при испытании из-
делия, а также сведения о порядке
и методах их контроля.
Описание методов испытаний изде-
лия по отдельным показателям реко-
мендуется давать в той же последова-
тельности, в которой эти показатели
расположены в технических условиях.
В методике испытаний необходимо
предусмотреть схемы и средства кон-
троля и указать величину предельных
отклонений проверяемых параметров.
Порядок разработки и правила вы-
полнения программы и методики испы-
таний установлены ГОСТ 2.106—68*
и ОСТ2 НО2-3—80.
Патентный формуляр —
документ, содержащий сведения
о патентной чистоте изделия, а также
созданных и использованных при его
разработке отечественных изобрете-
ний. Для оценки патентоспособности
и патентной чистоты изделий, техно-
логических процессов, методов изме-
рений и испытаний составляют патент-
ный формуляр. Порядок его составле-
ния установлен ГОСТ 2.110—68.
Патентный формуляр составляет
разработчик на основании экспертного
заключения о проверке патентной чи-
стоты изделия. На группу изделий,
на которую разрабатывают общие
(групповые) конструкторские доку-
менты, составляют один патентный
формуляр.
Номенклатуру изделий, при раз-
работке которых должен составлять-
ся патентный формуляр, устанавли-
вают соответствующие министерства
и ведомства.
Технические условия —
документ, содержащий требования
(совокупность всех показателей,
норм, правил и положений) к изделию,
его изготовлению, контролю, приемке
и поставке, которые нецелесообразно

32
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
указывать в других конструкторских
документах.
На каждую автоматическую линию
(группу линий), а также ее составные
части (группы составных частей,
подлежащих самостоятельной по-
ставке) должны быть разработаны тех-
нические условия. Правила их по-
строения, изложения и оформления
установлены ГОСТ 2.114—70* и
ОСТ2 Н90-31—80.
Технические условия являются
неотъемлемой частью комплекта
технической документации на изделие.
Они разрабатываются изготовителем
или по его поручению разработчи-
ком.
Оформляют групповые технические
условия с учетом требований
ГОСТ 2.113—75*.
В технических условиях даны сведе-
ния о наименовании изделия, его
назначении, области применения,
условиях эксплуатации.
В технических требованиях опре-
делены показатели качества и эксплу-
атационные характеристики изделия.
В зависимости от назначения изделия
в них проводят:
физико-химические, механические
и другие характеристики ответствен-
ных деталей изделия (прочность, твер-
дость, точность, шероховатость по-
верхности, износоустойчивость и т. п.);
технико-экономические и эксплу-
атационные показатели (производи-
тельность, точность обработки дета-
лей на линии, скорость перемещения,
коэффициент полезного действия узла
и т. п.);
сведения о надежности (коэффициент
технического использования линии,
ресурс до капитального ремонта, срок
сохранения точности, наработка на
отказ и т. п.);
требования к конструкции: органо-
лептические, санитарно-гигиениче-
ские и другие показатели (безопасность
в эксплуатации, уровень шума, удоб-
ство обслуживания и ремонта
и т. п.);
требования к качеству заготовок,
обрабатываемых в линии;
сведения о комплектности поставки
линии;
данные о маркировке и упаковке
и т. д.
Требования к надежности оборудо-
вания единичного производства
определяются разработчиком (изго-
товителем) с учетом конструктивных
особенностей оборудования.
В правилах приемки указывают по-
рядок контроля, условия предъявле-
ния и приемки изделий отделом техни-
ческого контроля изготовителя и
заказчиком (комиссией), приводят
перечень сопроводительной предъ-
явительской документации.
В описании методов контроля и по-
рядка испытаний указывают последо-
вательность испытаний, средства кон-
троля всех параметров, нормы, требо-
вания и характеристики, установлен-
ные техническими требованиями.
В описании операций контроля дают
указания по технике безопасности и
особым мерам предосторожности,
устанавливают порядок ведения
записей результатов измерений.
Для станочных линий в этом раз-
деле указывают нормы и методы кон-
троля геометрической точности обо-
рудования, его жесткости, нормы
и методы контроля шума и другие
требования. С целью обеспечения сро-
ков сохранения заданной точности об-
работки деталей и норм геометрической
точности станочных АЛ в технических
условиях, дают внутрисдаточные
нормы точности, которые должны быть
ужесточены по сравнению с устано-
вленными нормами на 40 %. Нормы
геометрической точности агрегатных
станков установлены ОСТ2 Н72-5—80.
Ужесточенные внутризаводские
приемо-сдаточные нормы точности,
перечень приборов, измерительного
инструмента и приспособлений, необ-
ходимых для контроля указанных
норм, приводят в приложениях к тех-
ническим условиям.
Для электрооборудования предус-
матривают проверки: мощности холо-
стых ходов приводов подачи; сопро-
тивления изоляции проводов силовых
цепей и цепей управления; электри-
ческой прочности изоляции силовых
цепей и непосредственно подсоединен-
ных к ним цепей управления, сигнали-
зации и др.; надежности действия
защитных и блокирующих устройств
по охране труда и предохранению от
аварийных ситуаций; последователь-

ВИДЫ КОНСТРУКТОРСКИХ ДОКУМЕНТОВ И ИХ РАЗРАБОТКА 33
ности работы всех узлов во всех ре-
жимах работы.
Номенклатура и количество запас-
ных частей устанавливаются изготови-
телем с учетом опыта и условий экс-
плуатации линий.
В технических условиях приводят
сведения о консервации и упаковке
оборудования (для станочных линий по
ОСТ2 Н89-30—79 и ГОСТ 20198—78).
При описании транспортирования
и хранения излагают требования
к условиям транспортирования, виду
транспортных средств, способам кре-
пления и укрытия изделий. Указывают
условия хранения изделий на складе,
методы и сроки консервации.
Порядок согласования, утвержде-
ния и государственной регистрации
технических условий установлен
ГОСТ 2.115—70 . Технические усло-
вия утверждаются на срок действия
не более пяти лет. Технические усло-
вия (единичные) на АЛ как на продук-
цию единичного производства со-
гласовываются с заказчиком и утвер-
ждаются руководителем завода-
изготовителя или производственного
объединения и государственной ре-
гистрации не подлежат.
Групповые технические условия
на АЛ, цены которых определяются
по прейскуранту, утверждаются обще-
союзными министерствами, (ведом-
ствами) и после согласования с изгото-
вителем, основным потребителем и го-
ловным институтом по стандартизации
отрасли подлежат государственной
регистрации во Всесоюзном инфор-
мационном фонде стандартов и тех-
нических условий (ВИФС). На реги-
страцию в ВИФС групповые техниче-
ские условия предоставляются вместе
с копией карты технического уровня
и качества изделий.
Технические условия на опытные
образцы (партии) нормализованных
узлов государственной регистрации
не подлежат. Сведения о технических
условиях, зарегистрированных в
ВИФС, публикуются Госстандартом
СССР в месячрых и годовых указателях
технических условий.
Обеспечение заинтересованных
предприятий и организаций копиями
технических условий производится
в соответствии с ГОСТ 1.8—79. Дер-
2 П/р Волчкевича
жатель подлинников технических
условий (завод-изготовитель) обес-
печивает учтенными копиями техни-
ческих условий потребителей выпуска-
емых линий. В учтенных копиях про-
водятся все изменения.
Неучтенными копиями зарегистри-
рованных технических условий по ра-
зовым запросам обеспечивает ВИФС
(только для информации). Применение
их для поставки линий, приемки,
эксплуатации не допускается.
Правила выполнения карт техниче-
ского уровня и качества изделий уста-
новлены ГОСТ 2.116—71 и инструк-
цией о порядке аттестации продукции.
Карту уровня используют для оценки
технического уровня и качества изде-
лия при определении целесообраз-
ности его разработки и изготовления,
для аттестации изделия, его модерни-
зации или снятия с производства.
На АЛ, образующие параметриче-
ские группы и на параметрические
ряды унифицированных узлов со-
ставляют групповые карты уровня.
На единичные автоматические линии
и их составные части, изготовляемые
по разовым заказам, карты уровня
не составляют.
Выбор номенклатуры показателей
качества и определение их значений
производится по отраслевым методикам.
Эксплуатационные до-
кументы — документы, предназна-
ченные для пользования при экс-
плуатации, обслуживании и ремонте
изделия. Руководство по эксплуата-
ции выполнено в соответствии
с требованиями ГОСТ 2.601—68*
и ОСТ2 НО2-50—79.
Ремонтные документы содержат
данные, необходимые для проведения
ремонтных работ на специализирован-
ных предприятиях. Они могут быть
составлены на унифицированные или
стандартизованные изделия, явля-
ющиеся составными частями линий.
Вопросам разработки эксплуата-
ционных и ремонтных документов дол-
жно быть уделено серьезное внима-
ние, так как от их решения зависит
эффективность автоматизации произ-
водства [6].
На АЛ и ее составные части вместо
единичных могут быть разработаны
групповые конструкторские доку-

34
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
менты. Правила выполнения и обра-
щения групповых документов уста-
новлены ГОСТ 2.113—75*. Групповые
конструкторские документы могут
быть составлены на два и большее
число изделий, имеющих одинаковое
название и обладающих общими кон-
структивными признаками при не-
которых различиях между собой.
Общие конструктивные признаки
изделий следующие; единство кон-
струкции при различных параметрах,
размерах и требованиях, предъявля-
емых к изделиям или их составным
частям, и сходство конструкции при
различной конфигурации некоторых
составных частей, а также при различ-
ном расположении или разном коли-
честве одинаковых составных частей
или конструктивных элементов.
В групповом документе приводят
постоянные и переменные данные. Дан-
ные, являющиеся постоянными для
всех изделий параметрической группы,
вносят в документ один раз. Перемен-
ные данные вносят в документ в виде
таблиц с указанием, к каким конкретно
изделиям они относятся.
Применение групповых документов
должно'быть согласовано с заказчиком
конструкторской документации.
Рабочая конструкторская докумен-
тация — передаваемый изготовителю
комплект различных видов графиче-
ских и текстовых документов. Схемы
кинематические и гидравлические,
пневматические и электрические
принципиальные на этапах техниче-
ского проекта и рабочей документации,
а также схемы соединений (монтаж-
ные) на стадии рабочей документа-
ции разрабатываются обязательно.
Указанные схемы включают в состав
руководства по эксплуатации.
Для автоматических станочных ли-
ний, агрегатных и специальных стан-
ков обязательность составления схем
устанавливается разработчиком по
согласованию с изготовителем.
На стадии технического проекта
ведомость согласования применения
покупных изделий составляется раз-
работчиком по согласованию с изгото-
вителем.
Групповые технические условия,
разрабатываемые на АЛ, агрегатные
и специальные станки, в комплект
конструкторской документации для
каждого представителя не включают.
На стадии разработки проектной
документации расчеты входят в состав
пояснительной записки. Для автома-
тических станочных линий обязатель-
ность составления расчетов устанавли-
вается разработчиком конструктор-
ской документации.
Для автоматических станочных ли-
ний, агрегатных и специальных стан-
ков, а также станков с ЧПУ,
ОСТ2 НО2-5—77 устанавливает до-
полнительно к ГОСТ 2.102—68* следу-
ющие виды документов.
Чертеж по инструмен-
тальной наладке, содержа-
щий упрощенное изображение режу-
щего и вспомогательного инструмен-
тов, а также пограничных составных
частей с необходимыми размерами.
В этом документе могут быть приве-
дены данные о работе силовых меха-
низмов изделия и сведения о режимах
резания.
Чертеж обработки, опре-
деляющий объем и точность операций,
выполненных на специальном обору-
довании, содержащий изображение
обрабатываемой детали с необходи-
мыми для данных операций размерами,
требования к заготовке, сведения о ба-
зах, местах зажима и т. д.
Широкое применение унифициро-
ванных узлов, типовых конструктив-
ных и схемных решений позволяет
создать систему типовой конструктор-
ской документации с широким исполь-
зованием типовых деталей, конструк-
тивных элементов и схем, а также
форм технической документации.
Контроль в конструкторской доку-
ментации норм и требований, уста-
новленных стандартами и другими
нормативно-техническими докумен-
тами, осуществляется нормоконтро-
лерами отдела стандартизации в со-
ответствии с ГОСТ 2.111—68.
ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ
И ПОСТАНОВКИ НА ПРОИЗВОДСТВО
СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ АЛ
Современные АЛ состоят из боль-
шого числа составных частей: техно-
логического оборудования различ-

ПОСТАНОВКА НА ПРОИЗВОДСТВО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ АЛ
35
ного назначения, транспортной си-
стемы, системы управления и др.
В соответствии с ОСТ2 НО2-3—80
для технологического оборудования
общепромышленного, специального и
специализированного назначения обез-
личенного или отраслевого примене-
ния, а также нормализованных узлов
определены следующие стадии по-
становки на производство: разработка
технической документации; изгото-
вление опытных образцов (опытной
партии) и установочной серии; про-
мышленное производство.
На первой и второй стадиях поста-
новки на производство серийных изде-
лий разрабатываются: . заявка; тех-
ническое задание, техническое пред-
ложение; эскизный проект, техниче-
ский проект, рабочая конструктор-
ская документация и изготовляется
опытный образец (партия).
Количество и содержание этапов
разработки устанавливаются в зави-
симости от назначения продукции,
степени ее унификации, объемов произ-
водства и других факторов.
На этапе разработки технического
проекта составляют технические
условия на изделие, а также информа-
ционную карту расчета экономической
эффективности и цен. На этапе раз-
работки рабочей конструкторской до-
кументации составляют программу
и методику испытаний опытного об-
разца.
Заявку и техническое задание на
составные части АЛ разрабатывают
в соответствии с ГОСТ 15.001—73*
и ОСТ2 НО2-3—80. Техническое зада-
ние разрабатывают на совокупность
изделий, образующих типоразмерные
ряды, на унифицированные гаммы и
группы модификаций (исполнений)
и т. д. В техническом задании на
составные части АЛ устанавливают
необходимые стадии и этапы поста-
новки изделия на производство, а так-
же уровень согласования технической
документации на каждом этапе. Обя-
зательным при этом является расчет
лимитной цены разрабатываемых из-
делий.
Техническое предложение на со-
ставные части АЛ разрабатывается
только в тех случаях, если это пред-
усмотрено техническим заданием.
2*
В техническом предложении уточняют
конструктивные решения, обеспечи-
вающие выполнение требований тех-
нического задания. Техническое
предложение может быть выполнено
в нескольких вариантах. Порядок по-
строения, изложения и оформления
технического предложения устано-
влен ГОСТ 2.118—73*, номенкла-
тура конструкторских документов —
ОСТ2 НО2-5—77. При разработке тех-
нического предложения на совокуп-
ность изделий -предпочтительной
является групповая форма документов,
определяющая базовые модели и их
модификации.
Эскизный проект составных частей
АЛ составляется с целью разработки
конструктивных решений, по которым
можно вести техническое проектирова-
ние. .Порядок построения, изложения
и оформления эскизных проектов ус-
тановлен ГОСТ 2.119—73*.
Технический проект разрабатывают
на все виды изделий, кроме конструк-
тивно простых, что должно быть ого-
ворено техническим заданием. В тех-
ническом- проекте проводят по-
дробную и окончательную разработку
конструкции всех составных частей
АЛ. Порядок построения, изложения
и оформления технического проекта
установлен ГОСТ 2.120—73*, номен-
клатура конструкторских докумен-
тов — ОСТ2 НО2-5—77. На этапе
технического проекта разрабатывают
и согласовывают с изготовителем сле-
дующие документы из состава рабочей
документации: ведомость применения
покупных изделий; чертежи деталей
и сборочных единиц, требующих спе-
циальных технологических процессов
и оборудования; чертежи деталей и
сборочных единиц, получаемых по
кооперации, и-т. д.
Обязательным документом техни-
ческого проекта опытного образца
являются технические условия, со-
ставляемые разработчиком. Порядок
построения, изложения, оформления,
согласования и регистрации тех-
нических условий установлен
ОСТ2 Н90-31—80 и ОСТ2 Н90-3—80.
Обязательным приложением к техни-
ческим условиям является Информа-
ционная карта расчета экономической
эффективности и цен,

36
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
При разработке технических усло-
вий и информационной карты на сово-
купность изделий, образующих типо-
размерный параметрический ряд,
предпочтительной является группо-
вая форма документов.
Рабочая конструкторская докумен-
тация на составные части АЛ является
окончательной формой документа-
ции, содержащей все необходимые све-
дения для подготовки производства,
изготовления всех деталей и составных
частей; сборки, отладки, испытания,
сдачи и последующей эксплуатации
АЛ в целом. Разработка рабочей кон-
структорской документации, ее учет,
хранение, изменения, рассылка
и передача изготовителю произво-
дятся в соответствии с действующи-
ми стандартами. Номенклатура ра-
бочей документации определена
ОСТ2 НО2-5—77 и для конкретного
изделия указывается в его специфика-
ции. При разработке типоразмерных
рядов и унифицированных групп
изделий, производство которых пла-
нируется на одном предприятии, пред-
почтительной является групповая
форма документов. Порядок рассмо-
трения и подписания рабочей кон-
структорской документации уста-
навливает разработчик. Дополнитель-
ные требования изготовителя к рабочей
документации предъявляются и рас-
сматриваются разработчиком до на-
чала рабочего проектирования.
Изготовление опытных образцов
(партии) производится по рабочей кон-
структорской документации в количе-
стве, указанном в техническом зада-
нии. Опытные образцы изделий под-
вергаются предварительным и приемоч-
ным испытаниям. Предварительные
испытания проводит отдел техниче-
ского контроля (ОТК) изготовителя
или заводская комиссия. Приемочные
испытания проводят ведомственная
и межведомственная комиссии. Состав
комиссий и порядок их работы опре-
делены ОСТ2 НО2-3—80. При поло-
жительных результатах предвари-
тельных испытаний ОТК составляет
• свидетельство о приемке образца (пар-
тии). На принятый и рекомендуемый
к промышленному производству
образец (партию) комиссия составляет
акт приемки и протокол испытаний,
Утвержденный акт приемки и рабо-
чая конструкторская документация
являются основанием для постановки
изделия на производство установочной
серии. При этом разработчик в соот-
ветствии с ОСТ2 Н90-11—79 составляет
и направляет в научно-исследователь-
ский институт информации по машино-
строению своей отрасли информацион-
ные материалы на новое изделие.
До постановки изделия на произ-
водство разработчик производит
корректировку технического проекта
и рабочей конструкторской докумен-
тации для устранения замечаний и
предложений, полученных при под-
готовке производства и по результатам
испытаний составных частей АЛ. Для
промышленного производства на
изделие оформляются новые техниче-
ские условия, порядок согласования,
утверждения и регистрации которых
установлен ОСТ2 Н90-3—80.
Изделия установочной серии под-
вергаются приемо-сдаточным испыта-
ниям, которые проводит ОТК изгото-
вителя; при этом могут быть органи-
зованы эксплуатационные испытания
по дополнительной программе.
Основанием для промышленного
выпуска изделий являются: акт при-
емки опытного образца (партии); про-
токол приемо-сдаточных испытаний
установочной серии; откорректиро-
ванная рабочая конструкторская
документация; учтенные экземпляры
зарегистрированных в установленном
порядке технических условий и ин-
формационной карты расчета лимит-
ной цены.
При подготовке промышленного
производства изделия для его аттеста-
ции разрабатывается карта техни-
ческого уровня и качества продукции,
порядок составления, оформления
и согласования которой установлен
ГОСТ 2.116—71 и инструкцией о по-
рядке аттестации продукции.
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
КОМПЛЕКСНЫХ АЛ
Проектирование комплексных АЛ
осуществляется, как правило, рядом
организаций, общее руководство —
головной проектной организацией.
При этом часть работ выполняют основ-

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТИРУЕМЫХ АЛ 37
ные и специализированные отделы
головной организации-разработчика
в соответствии с, имеющимися струк-
турными подразделениями (см. рис. 1).
Важнейшая задача головной про-
ектной организации — осуществление
процесса проектирования комплекс-
ной АЛ с обеспечением стыковки и
взаимосвязи всех составных частей
и выдачи исходных данных для про-
ектирования строительной части
проекта. Головной разработчик рас-
сматривает и согласовывает заявку
при проектировании АЛ. При этом
рассматриваются варианты изгото-
вления изделий в автоматизированном
производстве, прорабатываются воз-
можности изменения конструкции
изделий и технических условий в связи
с автоматизированным производством,
оцениваются возможности получения
заданного качества изделий и произ-
водственной программы выпуска.
Этот этап — наиболее сложный и
ответственный, поскольку именно
здесь формируются принципиальные
проектные решения, определяются
соисполнители работ.
Разработке технического задания
на проектирование комплексной АЛ
предшествует большая подготовитель-
ная работа по изучению технологии
обработки аналогичных изделий
в действующем производстве и техни-
ческой информации.
На основании полученной информа-
ции разрабатывается технологический
процесс изготовления изделий, опре-
деляются исходные данные для проек-
тирования или приобретения основного
и вспомогательного технологического
оборудования, транспортно-накопи-
тельных систем, разрабатываются
структурно-компоновочные вари-
анты АЛ.
Проектная документация на всех
этапах согласовывается с заказчиком
и головным заводом-изготовителем.
Головной разработчик по поручению
заказчика проводит разработку
и согласование с соисполнителями за-
явок на проектирование и поставку
оборудования комплексных АЛ.
Проектная документация, разраба-
тываемая соисполнителями, подлежит
согласованию с головным разработчи-
ком и головным изготовителем*
Входящее в состав комплексных АЛ
оборудование поставляется соиспол-
нителями на головной завод-изгото-
витель или заказчику, что указывается
в договоре на поставку.
Приемо-сдаточные испытания ком-
плексных АЛ, как правило, прово-
дятся на заводе-заказчике.
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ
КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТИРУЕМЫХ
АЛ
Управление качеством есть дей-
ствия, осуществляемые при раз-
работке, изготовлении и эксплуатации
АЛ, направленные на установление,
обеспечение и поддержание необходи-
мого уровня качества продукции, вы-
пускаемой на АЛ.
Проектирование — важнейший этап
создания АЛ; на этом этапе заклады-
ваются основные потребительские
свойства, обеспечивающие эффектив-
но^ использование линий, реализуются
последние достижения науки и тех-
ники, определяющие технический
уровень создаваемого оборудования,
его потенциальные возможности.
Необходимость существенного по-
вышения эффективности автомати-
зации производства, повышения ка-
чества линий требует применения
комплексной системы управления
качеством продукции (КСУКП),
(даже на стадии проектирования) [7].
Для технологического оборудова-
ния установлены следующие группы
показателей качества: назначения,
надежности, эргономические, эсте-
тические, технологичности, транс-
портабельности, стандартизации и
унификации, патентно-правовые, эко-
логические, безопасности.
Показатели назначения опреде-
ляют технический уровень АЛ.
К ним относятся технологические воз-
можности АЛ, точность выполнения
технологических операций, произво-
дительность, степень автоматизации
загрузочно-разгрузочных и транс-
портных операций, установленная
мощность электродвигателей, метал-
лоемкость, габариты и др. Достижение
высоких показателей назначения
обеспечивается при применении

38
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
в разрабатываемой линии прогрессив-
ного технологического процесса
обработки (сборки) деталей, реализа-
ции оптимальных конструкторских
структурно-компоновочных решений,
применении высоконадежных состав-
ных частей и режущих или других
рабочих инструментов.
Выбор оптимального конструктор-
ско-компоновочного решения автома-
тической линии основывается на
сравнительном анализе и оценке пока-
зателей качества различных вариан-
тов. Исходными являются показатели
точности выполнения технологиче-
ского процесса, производительность,
надежность, экономическая эффектив-
ность [2, 8, 10].
Выбор системы показателей каче-
ства изделий производится в соответ-
ствии с действующими стандартами
и инструкциями, учитывающими спе-
цифику изделий.
Показатели качества автоматиче-
ских станочных линий определяются
в соответствии с инструкцией о по-
рядке аттестации продукции.
Организация, занятая созданием
автоматических линий, выдает свою
продукцию в виде проектно-конструк-
торской и нормативно-технической
документации. При этом решаются
две основные задачи: обеспечение вы-
сокого технического уровня создава-
емого оборудования, отвечающего
всем -требованиям заказа и современ-
ным достижениям науки и техники,
и высокого качества конструкторской
документации, т. е. разработка и
оформление самой документации
в соответствии с требованиями дей-
ствующих стандартов с минимально
возможным количеством конструктор-
ских и оформительских ошибок и про-
счетов. Обеспечить решение указан-
ных задач призвана КСУКП, действу-
ющая на этапе проектирования.
КСУКП — это совокупность взаимо-
связанных мероприятий, методов
и средств, направленных на устано-
вление, обеспечение и систематическое
повышение технического уровня
и качества создаваемых линий.
Структура и состав стандартов пред-
приятия КСУКП при этом имеют
особенности единичного производ-
ства. Опытные образцы автоматических
линий не изготовляют. Эксперимен-
тальную проверку проходят только
унифицированные узлы и некоторые
новые наиболее ответственные кон-
структорские разработки. При этом
неизбежны конструкторские ошибки,
связанные с творческим поиском, не-
достаточными знаниями и опытом,
а также вызванные невнимательностью
и упущениями исполнителей. Поэтому
при разработке автоматических ли-
ний важное значение имеет авторский
надзор за их изготовлением, испыта-
ниями и эксплуатацией. Авторский
надзор необходим для наблюдения за
соответствием качества деталей узлов
и линии в целом требованиям рабочей
конструкторской документации и
действующим стандартам, для вы-
явления недостатков конструкции,
для оперативного их устранения при
изготовлении, отладке, испытаниях и
эксплуатации линии, а также для
накопления опыта с целью разработки
более совершенных конструкций
при новом проектировании, система-
тического совершенствования унифи-
цированных узлов и типов конструк-
тивных, схемных и технологических
решений [2, 10].
На рис. 5 приведена схема взаимо-
действия стандартов предприятия
(СТП) подсистемы проектирования
АЛ. Эта подсистема представляет со-
бой комплекс взаимоувязанных
стандартов предприятия, регламен-
тирующих деятельность руководства
СКБ и взаимодействие всех структур-
ных подразделений, а также взаимо-
отношения с изготовителем и потреби-
телем по всем вопросам качества обо-
рудования на всех стадиях и этапах
его разработки, изготовления и ис-
пользования.
Система стандартов, регламентируя'
взаимоотношения разработчиков, из-
готовителя и потребителей, охваты-
вает следующие основные вопросы:
разработка и постановка продукции
на производство — комплект из 14
стандартов (СТП № 1—14) *х; опре-
деление показателей ‘технического
уровня и качества изделий — комплект
из шести стандартов (СТП № 15—
20) *х; обеспечение и оценка техниче-
ского уровня и качества изделий —
комплект из 10 стандартов

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРОЕКТИРУЕМЫХ АЛ ЗУ
Рис. 5. Схема взаимодействия стандартов предприятия подсистемы проектирования
(СТП № 21—30) ** * *х; разработка доку-
ментации — комплект из семи стан-
дартов (СТП № 31—37) #1; моральное
и материальное стимулирование —
два стандарта (СТП № 38—39) Ф1.
В состав подсистемы рекомендуется
включить следующие стандарты
предприятия, разработанные на
основе действующих государственных
и отраслевых стандартов с учетом
особенностей выпуска автоматических
линий.
1.	Автоматические линии, агре-
гатные и специальные станки. Раз-
работка и постановка на производ-
ство. Общие положения.
2.	Проектная конструкторская
документация.
3.	Унифицированные сборочные
единицы. Порядок разработки и по-
становки на производство.,
4.	Составные части изделия. Тех-
ническое задание на разработку.
5.	Изделия заимствованные. Усло-
вия и порядок применения.
6.	Технические условия. Последо-
вательность разработки, оформления,
согласования и утверждения.
** Номера стандартов предприятия
даны условно.
7.	Шпиндельные узлы. Техниче-
ское задание на разработку*2.
8.	Инструмент. Техническое зада-
ние на разработку *2.
9.	Электрооборудование. Техниче-
ское задание на разработку *2.
10.	Гидропривод и смазочная си-
стема. Техническое задание на
разработку *2.
11.	Конструкции сварные. Техни-
ческое задание на разработку *3.
12.	Изделия унифицированные.
Основные положения. Условия и
порядок применения.
13.	Изделия применяемые. Основ-
ные положения. Условия и порядок
применения *4.
14.	Изделия стандартные. Основ-
ные положения. Условия и порядок
применения * 4.
15.	Прогнозирование и планирова-
ние повышения технического уровня
и качества выпускаемых изделий.
16.	Номенклатура и определение
показателей качества продукции.
*2 СТП № 7 — 1 являются дополне-
ниями и действуют совместно с СТП № 4.
*3 СТП № И является дополнением
и действует совместно с СТП № 4.
*4 СТП № 13, 14 действуют совместно
с СТП № 12.

40
ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
17.	Станки агрегатные. Нормы
точности взаимного расположения
узлов. Порядок назначения.
18.	Обеспечение и оценка техни-
ческого уровня изделия на этапах
проектирования.
19.	Документы конструкторские.
Контроль качества. Учет ошибок.
20.	Конструкторская документа-
ция. Требования к качеству оформле-
ния оригиналов, изготовление под-
линников и копий.
21.	Технический совет СКВ. По-
рядок подготовки и проведения.
22.	Совещания по качеству. Порядок
подготовки, проведения и оформления.
23.	Система информационного обес-
печения научно-исследовательских
и проектно-конструкторских работ.
24.	Патентно-лицензионная работа.
Обеспечение патентоспособности и
патентной чистоты разработок.
25.	Экспериментально-исследова-
тельские работы. Порядок оформле-
ния заданий и организация обеспече-
ния проектно-конструкторских ра-
бот.
26.	Выполнение инженерных расче-
тов и проектных работ с помощью ЭВМ
и графопостроителей. Порядок офор-
вления заявок и организация их
выполнения.
27.	Порядок сбора и анализа дан-
ных о точности оборудования.
28.	Порядок сбора и анализа данных
о качестве и надежности оборудования.
29.	Авторский надзор. Порядок
проведения.
30.	Отладка оборудования у за-
казчика.
31.	Конструкторская документа-
ция. Порядок оформления конструк-
торских документов подписями.
32.	Конструкторская документа-
ция. Порядок движения через отдел
оформления.
33.	Правила внесения изменений
в конструкторскую и технологическую
документацию.
34.	Деловые документы. Общие
требования? Образцы исполнения.
35.	Делопроизводство.
36.	Заготовки для документов.
37.	Контроль исполнения органи-
зационно-распорядительной докумен-
тации.
38.	Работа с кадрами. Личный твор-
ческий план.
39.	Моральное и материальное сти-
мулирование.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Вороничев И. М., Тартакове -
кий Ж. Э., Генин В. Б. Автоматические
линии из агрегатных станков. М.: Машино-
строение, 1979. 486 с.
2.	Количественная оценка и методы
повышения надежности и производитель-
ности автоматических станочных линий/
А. И- Конюх, П. И. Ящерицын, Г. И. Пла-
щей и др. М.: НИИМаш, 1973. 78 с.
3.	Машинное проектирование узлов
агрегатных станков/С. С. Гиндин,
В. М. Марков, Г. И. Плашей, Е С. Ту-
каев. М.: НИИМаш, 1974. 95 с.
4.	Нормализованные узлы и детали аг-
регатных станков и автоматических ли-
ний. — Каталог-справочник. Изд. 2-е.
М.: НИИМаш, 1972, 368 с.
5.	Плашей Г. И., Нефедов К. Г.
Производительность труда, инженерно-
технических работников конструкторских
бюро и пути ее повышения. М.: НИИМаш,
1973. 45 с.
6.	Плашей Г. И., Конюх А. И. Повы-
шение эффективности автоматизации мас-
сового производства в машиностроении. —
Механизация и автоматизация производ-
ства, 1979, № 10, с. 34—36.
7.	Пути повышения качества агрегат-
ных станков и автоматических линий на
стадий проектирования/Г. И. Плашей,
О. М. Борисевич, Н. У. Марголин,
В. 3. Озерский М.: НИИМаш, 1980. 36 с.
8.	Расчет надежности и производи-
тельности однопоточных автоматических
линий с накопителями заделов/А. И. Ко-
нюх, В. В. Лебедевич, Л. Я- Пешее,
Г. И. Плашей. — Вестник машинострое-
ния, 1975, № 9, с. 56—59.
9.	Справочник по наладке агрегатных
станков и автоматических линий/А. И. Ко-
нюх, Г. И. Плашей, Н. У. Марголин,
М. М. Израильский. Минск: Беларусь,
1977. 287 с.

Глава 3. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
И МЕТОДЫ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Экономический эффект создания
и внедрения АЛ определяют три основ-
ных фактора:
повышение качества выпускаемой
продукции (точности размеров и
формы изделий, характеристик по-
верхности, физико-химических свойств
И т. д.);
увеличение производительности обо-
рудования (количества годной про-
дукции, выпускаемой в единицу вре-
мени в пределах планового фонда вре-
мени работы оборудования);
сокращение числа рабочих, непо-
средственно занятых в производстве
(в первую очередь занятых ручным
трудом при наладке, эксплуатации,
ремонте и обслуживании оборудо-
вания).
Сокращение эксплуатационных за-
трат и себестоимости выпускаемой про-
дукции должно обеспечить окупа-
емость дополнительных затрат на
автоматизацию в нормативные сроки,
положительный годовой экономиче-
ский эффект и т. д.
Важнейшими технико-экономиче-
скими показателями АЛ любого техно-
логического назначения являются
показатели качества выпускаемой
продукции, производительности обо-
рудования, надежности оборудования
в работе, капитальных и текущих
эксплуатационных затрат и показа-
тели экономической эффективности
АЛ.
Технико-экономические показатели
могут быть абсолютными и относи-
тельными (сравнительными). Сравни-
тельные показатели, как правило, без-
размерные, служат для сопоставления
проектируемого варианта с базовым
или различных проектных вариантов
между собой.
Числовые значения технико-эконо-
мических показателей автоматических
линий могут быть трех видов: требу-
емые, ожидаемые и реальные. При этом
методы расчета и расчетные зависи-
мости для каждого вида одних и тех же
показателей (например, требуемой,
ожидаемой и реальной производитель-
ности) существенно различаются.
Требуемые технико-
экономические показа-
тели — это задаваемые числовые
значения конкретных показателей,
рассчитываемые исходя из обеспечения
служебного назначения продукции,
например взаимозаменяемости при
сборке, выполнения производствен-
ной программы, окупаемости капи-
таловложений в нормативные сроки
и т. д. Требуемые значения технико-
экономических показателей кон-
кретны и достоверны.
Ожидаемые технико-
экономические показа-
т е л и — это расчетные, прогнозиру-
емые значения показателей проекти-
руемых АЛ. Их достоверность зависит
от достоверности исходной информа-
ции, которая определяется степенью
проработанности проектных решений'.
Наименее достоверными, ориенти-
ровочными являются расчеты на на-
чальных этапах проектирования
(задание на проектирование, техниче-
ское задание и техническое предложе-
ние), когда проектные решения только
прорабатываются и сопоставляются
возможные варианты. В процессе даль-
нейшего проектирования, на этапах
разработки технического проекта
и рабочей документации достоверность
расчетов ожидаемых технико-эконо-
мических показателей возрастает.
Реальные технико-эко-
номические показатели —
это численные значения показателей
действующих автоматических линий
в реальных условиях эксплуатации.
Достоверность этих значений зависит
от типичности выбранного периода
исследований, достаточности объема
исходной информации и т. д.
Расчет технико-экономических по-
казателей состоит в определении их
абсолютных или сравнительных число-
вых значений в одном из трех видов.
Анализ и оценка технико-экономиче-
ских показателей состоят в сопоставле-

42
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
нии числовых значений конкретных
показателей различных видов» Так,
в процессе проектирования, особенно
при сопоставлении возможных про-
ектных решений сравниваются между
собой требуемые и ожидаемые показа-
тели (по качеству изделий, производи-
тельности, экономической эффектив-
ности и т. д.). При выполнении приемо-
сдаточных испытаний сравниваются
требуемые и реально полученные пока-
затели (по качеству изделий, произво-
дительности, надежности в работе).
Наконец, в процессе эксплуатации
должны сравниваться все виды пока-
зателей (реальные с требуемыми, ожи-
даемые с реальными и т. д.). Тем самым
оценивается не только уровень, про-
грессивность проектных решений, но
и достоверность принятых методов
расчета ожидаемых технико-экономи-
ческих показателей.
П О к АЗ АТЕ Л И к А Ч ЕСТ В А
Под качеством продукции подразу-
мевается совокупность свойств, об-
условливающих способность продук-
ции удовлетворять своему назначению.
Под показателями качества продук-
ции подразумеваются количественные
характеристики одного или несколь-
ких свойств продукции, составляющих
ее качество. При этом различают еди-
ничные показатели качества продук-
ции, характеризующие одно из ее
свойств, и комплексные, характеризу-
ющие несколько свойств.
Номенклатура показателей каче-
ства в каждом конкретном случае
зависит от назначения ' продукции.
С позиций качества оценка продукции
по любым показателям сводится пре-
жде всего к делению продукции на две
категории: годную продукцию, удо-
влетворяющую всем установленным
требованиям, и брак — продукцию,
передача которой потребителю не до-
пускается из-за наличия дефектов.
Годную продукцию в соответствии
с числовыми значениями конкретных
показателей качества принято диф-
ференцировать по сортности (кате-
гориям качества), начиная с высшего
сорта (категории' качества и т. д.).
В свою очередь, брак делится на
исправимый (дефекты можно устра
нить) и неисправимый (хотя бы один
дефект неустраним).
Оценка качества продукции по
количественным показателям основы-
вается на сопоставлении фактически
замеренных значений с допустимыми.
Для того чтобы продукция соответ-
ствовала своему целевому назначе-
нию, необходимо, чтобы фактические
числовые значения показателей ка-
чества находились между двумя до-
пустимыми предельными значениями
(наибольшим и наименьшим), разность
которых образует допуск. Часто за
одно предельное значение принимается
номинальное, соответствующее выс-
шему уровню качества, за другое —
значение, при котором качество про-
дукции обеспечивается на пределе.
Качество продукции, выпускаемой
на АЛ, характеризуется широкой но-
менклатурой свойств: физико-хими-
ческими свойствами материалов
изделий; точностью их размеров, фор-
мы и взаимного расположения элемен-
тов; свойствами поверхностного слоя
изделий.
Каждое из этих свойств может ха-
рактеризоваться одним или несколь-
кими показателями. Например, ка-
чество взаимного расположения по-
верхностей может оцениваться от-
клонениями: от прямолинейности
в плоскости, от прямолинейности ли-
нии в пространстве, от плоскостности,
от круглости, от цилиндричности, от
параллельности плоскостей, от па-
раллельности осей в плоскости, от
перпендикулярности и т. д.
Конкретный перечень показателей
качества зависит от вида продукции,
ее назначения и характера технологи-
ческих процессов, выполняемых на
данной АЛ. Перечень показателей ка-
чества и их допустимые значения
оговариваются при заказе АЛ и фикси-
руются в задании на проектирование
и техническом задании.
В машиностроении расчет и анализ
показателей качества, как и других
показателей, связаны с сопоставле-
нием погрешностей, т. е. отклонений
параметров, с допусками на эти пара-
метры.
Расчет и анализ обычно состоят из
следующих последовательно выпол-

Показатели качества
43
Рис. 1. Точечная диаграмма значенийГвнутреннего диаметра колец В
няемых этапов, включая непосред-
ственные замеры и группирование ре-
зультатов, их математическую
обработку и интерпретацию:
1)	выбор контролируемых показа-
телей качества и измерительных
средств, определение величины ста-
тистической выборки;
2)	проведение необходимых измере-
ний контролируемых параметров
с заполнением соответствующих та-
блиц;
3)	расчет эмпирических значений
математического ожидания и среднего
квадратического отклонения;
4)	проверка достоверности получен-
ных результатов, в том числе оценка
выборки на случайность, на смещение
математического ожидания в процес-
се замеров;
5)	подбор теоретического закона
распределения контролируемого па-
раметра с оценкой соответствия стати-
стических и вероятностных харак-
теристик;
6)	определение теоретического поля
рассеяния контролируемого пара-
метра;
7)	сопоставление поля рассеяния
с допустимыми пределами, оценка по-
казателя качества.
Пример. Рассмотрим расчет показате-
лей качества обработки отверстий подшип-
никовых колец 761 1/02 на токарном авто-
мате. Обрабатываемый диаметр 54,75 мм;
допустимые отклонения ±0,1 мм.
Рекомендуемый объем выборки для ста-
ционарных условий проведения экспери-
мента составляет 100—200 шт. Объем вы-
борки определялся исходя из требуемой
точности оценки среднего квадратического
отклонения генеральной совокупности о
на основании среднего квадратического
отклонения S в выборке.
Для практических целей точность вычис-
ления оценок о по S может быть принята
е = ±0,2S [б]. Для этого необходимо
иметь объем выборки >50.
Фактический объем выборки — 103
кольца; диаметр замеряется по всем се-
чениям с фиксацией максимальных и ми-
нимальных значений на специальной изме-
рительной позиции посредством индикато-
ров с ценой деления шкалы 5 мкм, что обес-
печивает точность измерения до 2,5 мкм.
Замеры проводились в порядке обработки
колец партии, все данные заносим в табл. 1
(где п — порядковый номер обработанной
детали). По данным табл. 1 непосредст-
венно строим точечную диаграмму (рис. 1),
на которой размеры каждого кольца изоб-
ражены в виде черточки: верхний конец
означает максимальный диаметр, нижний —

44
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
1. Отклонение (мкм) от номинального диаметра
D = 54,75 мм
п	Отклонение			п	Отклонение		
	min	max	от круг- лости		min	max	от круг- лости
1	30	70	40	53	30	60	30
2	50	80	30	54	30	60	30
3	0	40	40	55	30	50	20
4	30	90	60	56	0	40	40
5	0	60	60	57	30	40	10
6	50	70	20	58	10	1 40	30
7	— 10	90	100	59	10	50	40
8	30	60	30	60	— 10	10	20
9	10	40	30	61	10	40	30
10	30	60	30	62	0	30	30
И	— 10	110	120	63	10	30	20
12	40	60	20	64	0	30	30
13	10	60	50	65	20	40	20
14	40	60	20	66	10	30	20
15	10	50	40	67	0	20	20
16	30	60	30	68	-20	20	40
17	10	50	40	69	20	50	30
18	30	50	20	70	0	30	30
19	30	60	30	71	0	20	20
20	30	50	20	72	0	20	20
21	20	50	30	73	10	30	20
22	20	60	40	74	20	50	30
23	20	70	50	75	20	30	10
24	30	60	30	76	—20	20	40
25	— 10	60	70	77	10	30	20
26	30	50	20	78 '	10	20	10
27	10	40	30	79	10	50	40
28	40	60	20	80	30	40	10
29	— 10	50	60	81	— 10	40	50
30	30	60	30	82	10	30	20
31	10	50	40	83	30	40	10
32	30	50	20	84	— 20	30	50
33	10	40	30	85	10	30	20
34	20	50	30	86	10	30	20
35	30	50	20	87	10	40	30
36	20	40	20	88	— 20	30	50
37	30	40	10	89	10	40	30
38	0	40	40	90	10	40	30
39	0	30	30	91	+ 10	30	20
40	40	60	20	92	— 30	30	60
41	40	60	20	93	20	40	20
42	40	60	20	94	10	30	20
43	30	60	30	95	10	30	20
44	10	40	30	96	— 10	50	60
4=5	20	50	30	97	20	30	10
46	20	60	40	98	0	20	20
47	10	40	30	99	10	30	-20
48	40	60	20	100	10	30	20
49	0	40	40	101	-10	20	30
50	20	50	30	102	0	30	30
51	20	40	20	103	— 20	30	50
52	— 10	30	40				
минимальный, длина черточки — раз-
ность диаметров в одном сечении, т. е.
отклонение от круглости — овал. Для
удобства шкала размеров дана в сотых до-
лях ,миллиметра. В качестве показателя
точности выполнения операции поле рас-
сеяния внутреннего диаметра принято рав-
ным Z-S согласно. ГОСТ 16467—70 (Z —
коэффициент, зависящий от закона распре-
деления случайной величины; S — сред-
нее квадратическое отклонение внутрен-
него диаметра в выборке).
В случае нормального закона распре-
деления, что и предполагается в этом слу-
чае, 1 = 6. Расчет S и X ведем на основа-
нии данных табл. 1, используя минималь-
ные значения контролируемого параметра.
Замеренные значения разбиваем на
интервалы. Число интервалов при объеме

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА
45
2. Вспомогательные данные (мкм) для расчета отклонений
Интервал		Среднее значение интервала xi	Частота попаданий в интервал	bi = =(хг —х0)А	mibi	mib2i
От	До					
1	2	3	4	5	6	7
— 30	— 20	— 25	1	— 4	— 4	16
— 20	— 10	-15	5	— 3	— 15	45
— 10	0	-5	9	— 2	— 18	36
0	10	5	14	— 1	— 14	14
10	20	15	29	0	0	0
20	30	25	15	1	15	15
30	40	35	21	2	42	84
40	50	45	7	3	21	63
50	- 60	55	2	4	8	32
Сумма	—	—	103	—	35	305
выборки >100 рекомендуется выбирать
от 9 до 15. Задаваясь числом интервалов 9,
определим интервал с учетом максималь-
ного отклонения (50 и —30 мкм):
д — [50 — (—30)1/9	8,9 мкм.
Учитывая, что в замерах использован
прибор с ценой деления измерительной
шкалы '5 мкм, окончательно выбираем
Д = 10 мкм. В каждый интервал входят
размеры, находящиеся в диапазоне от
наименьшего размера в интервале (вклю-
чая его) до наибольшего (исключая его).
Диаграмма распределения замеренных
(статистических) значений представлена
на рис. 2. Для удобства вычислений пара-
метров распределения составляем вспомо-
гательную табл. 2. В графы 1 и 2 заносим
границы интервалов, в графу 3 — их сред-
ние значения, в графу 4 из табл. 1 — за-
меренные значения диаметра.
Вводим вспомогательный диаметр:
где — новое начало отсчета, за'которое
принимается середина интервала, имею-
щего наибольшую частоту; X; — среднее
значение г-го интервала; Д — величина
интервала.
Выполним расчет среднего значения X
и среднего квадратического отклонения S:
Х = х0+А ( £]*;«;)/(	™г);
Используя для расчетов данные табл. 2,
получим
X = 15+10-35/103 = 18,4;

Далее проводим проверку выборки на
случайность, чтобы исключить возможное
влияние изменения центра рассеяния в про-
цессе обработки. Расчет выполняем с по-
мощью метода последовательных разностей
[6]. По значениям диаметра, расположен-
ным в порядке обработки, определим
йп_1 ~ хп хп-1’ где +1’ хп-1 сосед-
ние члены в ряду замеров.
В табл. 3 приведены значения разно-
стей между соседними членами в ряду за-
меров, произведенных в порядке обработки
Рис. 2. Диаграмма статистического рас-
пределения размеров колец

46
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
3. Разности между размерами, мкм,
последовательно обработанных деталей
п	ап	п	ап	п	ап
2	20	36	-10	70	-20
	-50	37	10	71	0
4	30	38	-30	72	0
5	30	39	0	73	10
6	50	40	40	74	10
7	-60	41	0	75	0
8	40	42	0	76	— 40
9	— 20	43'	— 10	77	30
10	20	44	-20	78	0
И	— 40	45	10	79	0
12	50	46	0	80	20
13	— 30	47	-10	81	—40
14	30	48	30	82	20
15	— 30	49	— 40	83	20
16	20	50	20	84	-50
17	— 20	, 51	0	85	30
18	20	52	— 30	86	0
19	0	53	40	87	0
20	0	54	0	88	—30
21	— 10	55	0	89	30
22	0	56	— 30	90	0
23	0	57	30	91	0
24	10	58	—20	92	-40
25	— 40	59	0	93	50
26	40	60	—20	94	-10
27	— 20	61	20	95	0
28	30	62	— 10	96	—20
29	— 50	63	10	97	30
30	40	64	— 10	98	— 20
31	— 20	65	20	99	10
32	20	66	— 10	100	0
33	— 20	67	-10	101	-20
34	10	68	—20	102	10
35	10	69	40	103	— 20
колец. Можно доказать, что вели-
чина
п——1
с2__ . 1 V
2 (/г-1) Д) 1
i=l
является несмещенной оценкой о2, когда
центр распределения изменяется доста-
точно медленно. Это незначительно отра-
зится на последовательных разностях
ап-1 = хп ~~ хп-1> а следовательно, и' на
величине С2.
Обычной оценкой о2 является
п
s2=-AS
i=l
Таким образом, имеем две несмещенные
оценки для а2: С2 и S2. -
Для проверки гипотезы «случайности»
выборки используем критерий т = C2/S2,
который при действительно случайных
выборках будет иметь нормальное распре-
деление. При т > Тд гипотеза верна.
Здесь тд = 1 —	4- 1, а 7Д опреде-
ляется из соотношения
Ф =0,5—«у/ЮО,
где q — доверительный уровень вероят-
ности (обычно q = 5 %).
По таблицам, приведенным в работе [6 ],
определим /д. При п = 103, q = 5 %
Ф (/д) = 0,5 — 5/100 = 0,45. Этому зна-
чению функции соответствует /д = 1,65;
следовательно,
Тд = 1-1,6 5/V104~ =0,84;
п—1
с2 =	S =1/(2(103—1)] 64096 =
1=1
= 314,2.
Рассчитанное значение
т = C2/S2 = 314,2/285,6 = 1,1.
Следовательно, т > тд, гипотеза о слу-
чайности выборки верна, за время обра-
ботки партии существенного смещения
центра группирования размеров не про-
изошло. Поэтому может быть принята ги-
потеза о нормальном распределении раз-
меров колец в последуемой выборке.
Далее необходимо вычислить теорети-
ческие частоты, т. е. теоретическое коли-
чество колец, которое должно быть в каж-
дом интервале при нормальном законе рас-
пределения размеров, и сравнить их
с фактически замеренными частотами
согласно табл. 2 (mj = 1; т2 = 5; т3 — 9
и т. д.).
Расчеты теоретических частот ведем
с использованием данных из работы [6J.
По результатам замеров и вычислений были
построены графики статистического (эм-
пирического) и теоретического распреде-
лений (см. рис. 2).
Оценку соответствия эмпирических и
теоретических частот произведем по фор-
муле
п
7=1 1
+ (I-2fe±)lnii-'7e4)] }
где Xj (/ = 1, 2, 3, ..., 103) — результаты
замеров, имеющих г-й номер в ряду
(Ад < х2 < х3 ..F (Xj} — значения функ-
ции теоретического распределения; п —
общее число замеров (п = 103).
В табл. 4 сведены вычисления для про-
верки сходимости эмпирического распре-
деления с теоретическим по критерию со2.
С целью иллюстрации результаты расчетов
приведены только для пяти первых и пяти
последних членов в ряду замеров. Рид
образуется при записи результатов за-
меров в порядке их возрастания, а не в по-
рядке обработки колец.

4. Данные для проверки соответствия фактического и технического распределения
 ц/"-.	2/-1	F (%р	In [F (%у)]	2/- 1 2/2	! 2Z - 1	1—F (х;)	In [i-F(xp]		lnF<A'?+ +0 V|x X ln[l-F(Xy)]
। Наб люд ния в р замеров	2/г			X In F (х .)	2/2			X In [1 - F (XjYi	
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	0,005	0,0020	— 6,21461	— 0,03107	0,995	0,9980	— 0,0020	— 0,00199	— 0,03306
2	0,015	0,0115	— 4,46541	— 0,06698	0,985	0,9885	— 0,01157	— 0,01140	— 0,07838
3	0,024	0,0115	— 4,46541	— 0,10717	0,976	0,9885	— 0,01157	— 0,01129	— 0,11846
4	0,034	0,0115	—4,46541	— 0,15182	0,966	0,9885	— 0,01157	— 0,01118	—0,16300
5	0,044	0,0115	— 4,46541	— 0,19648	0,956	0,9885	— 0,01157	— 0,01106	— 0,20754
99	0,956	0,900	— 0,10536	— 0,10072	0,044	0,100	— 2,30259	— 0,10131	— 0,20203
100	0,966	0,900	— 0,10536	— 0,10178	0,034	0,100	— 2,30259	— 0,07829	— 0,18007
101	0,976	0,900	— 0,10536	— 0,10283	0,024	0,100	— 2,30259	— 0,05526	— 0,15809
102	0,985	0,9695	— 0,03098	— 0,03052	0,015	0,0305	— 3,4905	— 0,05235	— 0,08287
103	0,995	0,9695	— 0,03098	— 0,03083	0,005	0,0305	— 3,4905	— 0,01745	— 0,04828
ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

48
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
Сумма значений, вычисленных в графе
10 табл. 4, равна —52,19064. Тогда
2
значение = —103 — 2 (— 52,19064) =
= 1,38128 ж 1,38.
Для этого значения функции по табл. 6
ГОСТ 1 1.006—74* определим а (	) =
= 0,789. Задаваясь уровнем значимости
а = 0,2, имеем а < (1 — 0,2). Следова-
тельно, гипотеза о согласии эмпирического
и теоретического распределений прини-
мается.
При а (1 — а) гипотеза отвергается.
Далее определим достоверность полу-
ченной величины S, характеризующей
рассеяние размеров. Для этого, задаваясь
доверительной вероятностью а — 95, оп-
ределим доверительный интервал, который
с принятой вероятностью включает найден-
ное значение S.
Доверительный интервал определяется
границами S	S ]/"п/%2. Величины
j/"n/Xi = Zt и Кл/Хг = для а = 0.95
будут равны:
= 0,878; z2 = 1,162;
S //Г/Xi = 0,878-16,9 = 14,8;
S //Г/х2 = 1,162-16,9= 19,6.
Таким образом, с вероятностью а = 0,95
величина S находится в пределах от 14,8
до 19,6.
Учитывая только верхний предел,
можно заключить с вероятностью 95 %,
что поле рассеяния отклонений диаметраль-
ного размера кольца подшипника 7611/02
со = IS = 6S = 6-19,6 = 117,6 мкм (Z =
= 6 для нормального закона распреде-
ления). Эта величина охватывает 99,79 %
всех значений контролируемого параметра.
Коэффициент точности обработки есть
отношение поля рассеяния размеров
к полю допуска на диаметр: Кт 0 =
= со/б = 1 17,6/200 = 0,58.
Такая оценка является более объектив-
ной, чем, например, оценка по средним
диаметрам.
Аналогичные расчеты могут быть
выполнены в отношении других пока-
зателей качества.
Рассмотренные в примере расчеты
фактических показателей качества
часто используются для оценки ожи-
даемых показателей качества при про-
ектировании автоматических линий
аналогичного технологического на-
значения.
Более сложной задачей является
оценка качества выполнения много-
операционных технологических про-
цессов, связанных с многократной об-
работкой одних и тех же поверхностей,
с чередованием формообразующих
и уточняющих операций.
Как правило, проектируемый тех-
нологический процесс отличается
от действующего видом заготовок, ме-
тодами и режимами обработки, же-
сткостью системы СПИД и т. д. По-
этому при исследовании показателей
качества важно не только проследить
динамику их изменения по ходу тех-
нологического процесса, но и опре-
делить, как отразились бы изменения
технологии на промежуточных опе-
рациях на показателях качества ко-
нечной продукции. Для этого может
быть использован метод искусственных
партий изделий, сущность которого
заключается в следующем. Из общего
потока обрабатываемых изделий на
исследуемой операции формируется
несколько партий, отличающихся
диапазоном рассеяния размеров из-
делий, составляющих данную партию.
Рекомендуется проводить комплекто-
вание партий со следующими отноше-
ниями между полем рассеяния сщ
и Допуском 6 на данный показатель
качества:, 1) со = 0 (вся партия ком-
плектуется из изделий, имеющих оди-
наковые размеры); 2) со — 0,56; 3) со =
= 1,06;	4) со = 1,56;	5) со = 2,06
(рассеяние размеров вдвое больше
допуска). Объем каждой партии дол-
жен составлять 100—120 шт. Отдель-
ные изделия в партии должны иметь
размеры, распределенные по закону,
характерному для данного показателя
качества (линейные размеры диа-
метра — по нормальному закону,
эксцентриситет, разностенность — по
закону Максвелла). Поле рассеяния
в каждой партии делится на интерва-
лы; для каждого интервала должно
быть подобрано из потока изделий
определенное число изделий. В табл. 5
приведены данные для числа изделий
в каждом интервале для нормального
закона распределения (при объеме
партии 100 шт.).
Если, например, комплектуется
партия изделий с номинальным раз-
мером 54 мм и рассеянием со = 0,24 мм,
удобно принять число интервалов,
равное 12. Тогда величина интервала
будет составлять 0,02 мм. Следова-
тельно, при комплектовании в пар-
тию должно быть включено одно изде-
лие, размеры которого находятся в ин-
тервале 53,88—53,90 мм; два изде-

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА
49
5. Число изделий в интервале
при подборе партии
№ интер- вала	Число изделий в партии при числе интервалов	
	12	9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12	1 2 4 9 15 19 19 15 9 4 2 1	2 5 12 18 26 18 12 5 2
Всего	100	100
Рис. 3. Диаграмма поэтапного изменения
размеров при анализе качества методом
искусственных партий
лия — в интервале 53,90—53,92 мм;
четыре изделия — в интервале 53,92—
53,94 и т. д,. .При комплектовании всех
партий изделий необходимо поль-
зоваться одними измерительными
приборами и устройствами, что исклю-
чает субъективные ошибки. Для уско-
рения все партии можно комплекто-
вать одновременно. Скомплектованные
партии пропускаются далее по
всему технологическому маршруту
с обязательными замерами и определе-
нием поля рассеяния после каждой
операции вплоть до получения конеч-
ной продукции. По результатам соста-
вляются две выходные диаграммы:
1) поэтапного изменения показателя
качества сог- по ходу технологического
процесса; 2) зависимости показателя
качества конечной продукции от
показателей качества на анализи-
руемой операции.
На рис. 3 представлена в качестве
примера диаграмма рассеяния раз-
мера со желоба подшипниковых колец
209/02 после токарной обработки (/),
термообработки (2), чернового (об-
дирочного) (3) и чистового (4) шлифо-
вания. Были скомплектованы три
партии колец с рассеянием размеров со
после токарной обработки, равным 80,
130 и 180 мкм при допуске 6Т0К =
= 150 мкм и допуске на готовое изде-
лие 6ГОТ = 16 мкм.
После термической обработки про-
изошло не сокращение, а увеличение
поля рассеяния, при этом размеры
«лучшей» партии возросли в 2 раза,
а «худшей» —только в 1,2 раза, т. е.
произошло явное «выравнивание» по-
грешностей. После чернового шлифо-
вания происходит резкое уменьшение
погрешностей с дальнейшим их «вы-
равниванием». Если после токарной
обработки у трех партий они измени-
лись в 2,25 раза, после термической —
в 1,4 раза, то после чернового шлифо-
вания — только в 1,3 раза.
После чистового шлифования раз-
личие в погрешностях становится не-
существенным, допуск на готовые из-
делия бгот во всех трех партиях вы-
держивается практически одинако-
вым.
На рис. 4 показана диаграмма зави-
симости погрешностей внутреннего
диаметра готовых колец 209/02 согот
от погрешностей токарной обработки
(соток), построенная с помощью пяти
искусственных партий изделий с рас-
71	60 720	780 260
Рис. 4. Диаграмма зависимости погреш-
ностей колец после шлифования согот от
погрешностей токарной обработки соток

50
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
сеянием размеров со после токарной
обработки, равным 80, 130, 180, 225,
300 мкм. Увеличение исходной по-
грешности в 3,2 раза привело к росту
погрешности готовых колец лишь на
6 %. В данном случае конечные пока-
затели качества лишь в незначительной
степени (5—6 %) зависят от точности
токарной обработки и предшествующих
ей операций, а в основном на них
влияют характеристика последней
операции — чистового шлифования.
Метод искусственных партий мо-
жет быть применен к любым показате-
лям качества.
показатели
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Производительность машин и агре-
гатов — это количество годной про-
дукции, выдаваемой в единицу вре-
мени. Производительность АЛ как
сложной системы машин или агрега-
тов оценивается, как правило, по
последней операции, так как на всех
предшествующих операциях конечная
продукция не производится.
Чтобы получить числовые значе-
ния показателей производительности,
необходимо разделить количество
выпущенной годной продукции на
то время, в течение которого эта про-
дукция выпущена.
Продукция, выпускаемая на АЛ.,
измеряется обычно в штуках, реже —
в единицах массы (в металлургии),
площади (при нанесении гальваниче-
ских покрытий), длины и т. д. Время
может измеряться в любых принятых
единицах, например минутах, часах,
рабочих сменах, месяцах и т. д.
При расчетах показателей произ-
водительности (требуемых, ожида-
емых, реальных) необходимо отно-
сить выпущенную продукцию ко
всему плановому фонду времени, когда
оборудование должно функциони-
ровать.
Основные компоненты затрат вре-
мени при работе автоматических ли-
ний следующие:
время рабочих ходов — время
непосредственного технологического
воздействия на изделия (получение
конструкционных материалов, их
обработка, нанесение покрытий, кон °
троль, сборка и т. д.);
время холостых ходов (/х), т. е.
время вспомогательных процессов,
выполняемых механизмами или
вручную (загрузка и съем изделий,
межагрегатная транспортировка, за-
жим и фиксация и т. д.), которые
прерывают техпроцесс; рабочие и хо-
лостые ходы вместе составляют рабо-
чее время 0р'/
время простоев по техническим
причинам (собственным) (£0С) — время
смены и регулирования инструмента,
ремонта и наладки механизмов и уст-
ройств, обнаружения и устранения
отказов в работе, профилактических
осмотров оборудования и инстру-
мента, уборки и очистки;
время организационно-технических
простоев (Е0ОТ), обусловленных
внешними причинами, не связанными
с технологией или конструкцией (от-
сутствие обрабатываемых материалов,
электроэнергии, инструмента; не-
своевременный приход и уход ра-
бочих и т. д.), т. е. время простоев
работоспособного оборудования;
время простоев для переналадки обо-
рудования на выпуск другой продук-
ции (Е0пер)> включая замену инстру-
мента и оснастки, программоносите-
лей, кинематическую перенастройку
и т. д.; простои для переналадки за-
нимают промежуточное положение
между собственными и организа-
ционно-техническими простоями, их
частота обусловлена организацион-
ными факторами, а продолжительность
в каждом случае — техническими.
Затраты времени на несовмещенные
рабочие и холостые ходы имеют регу-
лярный характер, составляя в сумме
длительность рабочего цикла 7Ц —
интервала времени, в течение которого
выдается одно изделие или порция
изделий.
Общее время рабочих и холостых
ходов за произвольный период времени
пропорционально количеству выдан-
ных изделий или их порций Z:
Эр - z (/р + /х) -	(1)
Внецикловые простои всех видов
носят случайный характер. Чтобы при-
вести их к виду, сопоставимому с ра-
бочими ц холостыми ходами, которые

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
51
повторяются каждый рабочий цикл,
в теории и при расчетах производи-
тельности принято любые простои от-
носить либо к единице выпущенной
продукции, либо к единице времени
бесперебойной работы. Эти пара-
метры получили наименование вне-
цикловых потерь.
Внецикловые потери на единицу
продукции (мин/шт)
Zj io, — Zj JC ^ot ”
Zj ^nep — У 9nep/Z. (2)
Внецикловые потери на единицу
времени бесперебойной работы яв-
ляются безразмерной величиной:
Вс У] 9с/0р> -^от = У! Оот/Ор’,
Впер — У, бпер/^р- (3)
Обе формы выражения внецикловых
потерь связаны между собой простей-
шими соотношениями через длитель-
ность рабочего цикла Тц:
^^с = ВсТц; У /от = ВотТц;
2 ^пер = ВПерТц. (4)
Если за произвольный период вре-
мени 9 в пределах планового фонда
времени имеются все компоненты за-
трат и суммарные простои составляют
SOn, то
О 0р + 2 0с + J] 0от + 2 0пеР —
= 9р+20п = гтц+£оп. (5)
Суммарные внецикловые потери
являются суммой потерь отдельных
видов:
Е = SQn/Z = SZc + J]/от +
+ Zj ZMP>
Zj & ~~ Ser'/eP = Bc+Bo-‘' + Bnep; |
Z?n= %B7\,	= J
(6)
Удельный вес работы и простоев
различных видов характеризуется
следующими коэффициентами:
использования /Сис, численно
равным доле времени работы 0р за про-
извольный период времени 0 с учетом
суммарных простоев всех видов £0П:
Кис = Ор/е = 0p/(6p + ZjM =
= i/o+z:b)'’
(7)
технического использова"
ния /Ст. и, численно равным доле
времени работы линии при условии
обеспечения ее всем необходимым, т. е.
при отсутствии оргпростоев:
в условиях массового производства,
без переналадок
/Ст.и = 9р/(0р + У| %) =
= 1/(1+ Е0с/ер) = 1/(1 + Вс) =
= 1/(1+(8)
в условиях серийного производства,
с переналадками
Кт. и 0р/(9р + Zj ~F Zj ®пер) =
= V[ 1 Н" ( Zj 00 Zj ®пер)/0р] =
— 1/(1 + Вс + ^пер) —
Vt1 + (Z> + Zj W)/M;
(9)
загрузки Кзаг> численно равным
доле времени, когда данное оборудова-
ние загружено (обеспечено всем необ-
ходимым) в данных конкретных усло-
виях:
Кзаг ~ (0 ~ Zj 0ОТ)/0 “ 1 ~~
— Zj 0от/0 “	+ Zj +
+ Zj ^ьер)/(7ц+ ZPn)’
выхода годных т], численно
равным доле годных изделий в общем
их выпуске автоматической линией.

52
ТЕХНИКО-ЭКОН ОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
Основные коэффициенты связаны
между собой простейшим соотноше-
нием
Кис — Кт. иКзаг- (11)
Все показатели производительности
определяют при сопоставлении коли-
чества выпущенной продукции и за-
трат времени на производство этой
продукции с выделением времени ра-
боты и простоев. Рассмотрим основные
показатели производительности при-
менительно к оборудованию дискрет-
ного, циклического действия, к ко-
торому относится подавляющее боль-
шинство АЛ в машиностроении.
Цикловая или теоретическая произ-
водительность — количество продук-
ции, выдаваемой линией в единицу
времени. Если линия за время рабочего
цикла Тд (мин) выдает р изделий, то
цикловая производительность
Сц-р/Тц.	(12)
Если линия выдает за цикл одно изде-
лие (р = 1) (что наиболее типично),
цикловая производительность
(?ц=1/Гц.	(13)
Техническая производительность —
среднее количество годной продук-
ции, выдаваемой линией в единицу
времени при условии обеспечения ее
всем необходимым, с учетом времени
работы и собственных простоев.
В условиях массового производства
От — Кт. иЛ —
1 ц
,^JP________Эр
0р+	11
~ Р _ Л _	р^]
(1 + Вс) - 7ц+^с •
(14)
В условиях серийного производства
с переналадками
Qt = -£-Kt. иП =
1 ц
__ Р____________Эр________
Тц еР + S ес + 0пеР 11
= Р_____________П_______=
Тц (1 + Вс + ^пер)
=
Jj^c + 2 ^пер)
Фактическая производительность —
среднее количество годной продук-
ции, выдаваемой линией в данных
конкретных условиях производства,
с учетом всех видов простоев
Q --- pKvicK\ITц ~
= Р11/[7'Ц(1+ £В)] =
— рТ]/(Тц + У /п).	(16)
Все ' перечисленные показатели
выражаются в штуках, деленных на
минуту, если длительность цикла
выражена в минутах. Если необходимо
перейти к сменной производительно-
сти, числовые значения показателей
минутной производительности умно-
жаются на сменный фонд времени
в минутах и т. д.
Расчет числовых значений показа-
телей требуемой, реальной и ожида-
емой производительности производится
по формулам (12)—(16) на различных
этапах создания автоматических
линий и имеет ряд специфических
особенностей в соответствии с реша-
емыми на этих этапах задачами.
Расчеты требуемой производитель-
ности выполняются на этапах анализа
заявки на проектирование и разра-
ботки технического задания; их
выполняют обычно только для показа-
телей фактической производитель-
ности. Требуемая фактическая произ-
водительность — это нижний предел
допуска на данный показатель, его
минимально допустимое значение
исходя из заданной программы вы-
пуска изделий и конкретных условий
производства (сменность работы
и т. д.).
Требуемая сменная производитель-
ность АЛ в целом по конечной годной
продукции
Qt₽. ~ ^ггодЕсм/(ЕГод'Пэт),	О?)
где Пгод — заданная годовая програм-
ма выпуска изделий, шт/год; Есм —
сменный фонд времени; ЕГод — годовой
номинальный фонд времени; ш — коли-

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
53
чество параллельных потоков или
АЛ; т]э — эксплуатационный коэффи-
циент, численно равный доле вре-
мени пребывания оборудования
в состоянии эксплуатации, а не ре-
монта.
При односменной работе Агод =
= 2070 ч, при двухсменной ЕГОД =
= 4140 ч, при трехсменной Егод =
= 6210 ч. Сменный фонд времени Есм
равен обычно 8 ч. Эксплуатационный
коэффициент т]э зависит от принятой
системы планово-предупредительного
ремонта (ППР); в первом приближении
его можно принимать равным 0,85.
Это означает, что 85 % годового фонда
времени линия будет эксплуатировать-
ся (с чередованием интервалов работы
и простоев), а остальные 15 % этого
времени — будет выведена в планово-
предупредительный ремонт и меж-
ремонтное обслуживание.
При проектировании сложных
многоучастковых и многопоточных
АЛ необходимо рассчитывать требу-
емую производительность всех встро-
енных машин и участков, при этом
обязателен учет ожидаемых показате-
лей качества изделий, соотношения
годных изделий и брака.
Если оборудование последнего, вы-
пускного (n-го) участка при своей
работе имеет коэффициент выхода год-
ных изделий, равный то, для того
чтобы обеспечить требуемый выпуск
годной продукции, предшествующие
машины (участки) должны иметь более
высокий выпуск продукции.
Требуемая производительность еди-
ницы оборудования предпоследнего
участка (п — 1-го)
Qtp п—1 ~ ДгодЕсм/(АгодГ|э/72Т|п)> (18)
где т]п — коэффициент выхода годных
изделий на последнем участке; т —
число параллельных машин (уча-
стков) в АЛ или независимых АЛ.
Соответственно требуемая произ-
водительность единицы оборудова-
ния второго от конца участка (п — 2-го)
Ртр п—2 = АГГоДЕсм/(ЕгоД'ПэШТ]пТ|м—1)-
(19)
Наиболее высокую производитель-
ность должно иметь оборудование
первого участка АЛ. Указанные пра-
вила должны соблюдаться при про-
ектировании независимо от того, про-
изводится ли на данной линии меж-
операционный контроль с отбраковкой
или нет.
При анализе реальной производи-
тельности на этапах сдачи-приемки АЛ
и их промышленной эксплуатации не-
обходимо рассчитывать все пока-
затели производительности (цикло-
вую, техническую и фактическую);
коэффициенты использования, тех-
нического использования, загрузки.
Основная цель расчетов показате-
лей производительности на этапе
сдачи-приемки АЛ — дать оценку
соответствия требуемых и реально
достигаемых показателей, т. е. при-
нять решение о приемке линии или
о ее доработке, модернизации и т. д.
В результате расчетов показателей
производительности действующих АЛ
в производственных условиях по ре-
зультатам эксплуатационных иссле-
дований можно оценить резервы по-
вышения производительности линии
в конкретных условиях и получить
исходные данные для проектирования
линий аналогичного назначения,
т. е. реализовать обратную связь от
эксплуатации на последующее про-
ектирование.
Реальная производительность АЛ
определяется видом обрабатываемых
изделий и технологических процес-
сов, конструкцией и компоновкой ма-
шин и механизмов, видом межагре-
гатной связи, надежностью в работе
конструктивных элементов, уровнем
эксплуатации и т. д. Многие из этих
факторов носят случайный |характер
и требуют для своей численной оцен-
ки большого объема статистической
информации. Проведение наблюдений
и замеров с последующей математи-
ческой обработкой результатов со-
ставляет основную трудность эксплу-
атационных исследований, позволя-
ющих получить числовые значения
показателей реальной производи-
тельности.
Для сложных АЛ, состоящих из
многих станков и участков, в качестве
объекта исследования необходимо
выбрать тот станок или участок, ко-
торый по производительности лими-
тирует всю линию. Так как обычно

54
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
цикл работы всех станков или участков
линии приблизительно одинаков,
то лимитирующим будет звено, где ве-
личина простоев максимальна. В тех
случаях, когда определение лимити-
рующего звена представляет труд-
ности, можно воспользоваться мето-
дом летучего контроля, с помощью
которого можно показать общую кар-
тину работы всех агрегатов системы
машин, а также изменения межопера-
ционных заделов. При выполнении
летучего контроля наблюдатель об-
ходит с максимальной интенсивностью
по заданному маршруту все станки
и каждый раз отмечает в протоколе,-
работают или простаивают они, а так-
же величину межоперационных за-
делов. По результатам хронометража
строится диаграмма, которая поз-
воляет проследить динамику работы
системы машин в течение данного про-
межутка времени и решить вопрос о ли-
митирующих звеньях.
Перед проведением основных хроно-
метражных наблюдений все их уча-
стники должны тщательно изучить
технологические процессы, устрой-
ство и принцип действия основных
конструкций, уяснить важнейшие при-
чины отказов в работе.
Помимо наблюдателей, занятых
непосредственным хронометражем ра-
боты сложных объектов, в составе
бригады необходимо иметь одного-
двух инженеров, которые организуют
работы наблюдателей, оказывают им
необходимую методическую помощь,
устанавливают особенности эксплу-
атации объекта, анализируют причины
простоев и собирают сведения, не свя-
занные с хронометражными наблю-
дениями.
' Число наблюдателей зависит от
сложности обследуемого объекта.
При наличии известного навыка один
наблюдатель в состоянии хронометри-
ровать работу объектов, обслужива-
емых двумя наладчиками. При этом
он устанавливает по часам с точностью
до одной минуты продолжительность
простоя и фиксирует ее в первичной
карте наблюдений с указанием' при-
чины. Точность регистрации коротких
простоев с помощью ручного хроно-
метража значительно ниже, чем
при автоматической регистрации
(например, с помощью самописцев).
Поскольку короткие простои возни-
кают значительно чаще, чем длитель-
ные, суммарная ошибка в определении
их количества и продолжительности
будет меньше при автоматической ре-
гистрации, чем при ручном хроно-
метраже. Поэтому для регистрации
длительности простоев и безотказной
работы станков и автоматических ли-
ний рекомендуется использовать само-
писцы. При этом на одной дорожке
движущейся ленты самописца запи-
сывается простой, а на другой —
работа объектов. Применение само-
писцев повышает точность и расширяет
возможности хронометража, позво-
ляя, например, регистрировать про-
должительность цикла наблюдаемого
объекта, а также продолжительность
наложения на него простоев объектов,
связанных с ним, и т. д. Кроме того,
самописец, освобождая наблюдателя
от необходимости тщательной фикса-
ции времени простоя, позволяет ему
сосредоточить внимание на выяснении
причины простоя, что повышает ка-
чество наблюдений. Самописец поз-
воляет зафиксировать суммарное
время простоя, которое может склады-
ваться из различных составляющих.
Для их учета необходим ручной хроно-
метраж. Применение самописцев
требует иной организации работы наб-
людателей.
Самописец устанавливают в таком
месте объекта, откуда открывается
наиболее удобный обзор за его агре-
гатами. Один из наблюдателей по-
стоянно находится на этом месте,
наблюдая за показаниями самописцев.
При появлении на движущейся ленте
дорожки, свидетельствующей о про-
стое наблюдаемого объекта, другой
наблюдатель отправляется к остано-
вившемуся агрегату и выясняет при-
чину остановки с помощью наладчика,
а также записывает различные состо-
яния отказавшего агрегата, из которых
складывается его простой, и указы-
вает время их существования.
Если простой был длительным, вы-
звавшую его причину, вручную от-
мечают на ленте самописца рядом с до-
рожкой, на которой записывается про-
должительность простоя. Это облег-
чает расшифровку записей самописца.

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
55
6, Первичная карта наблюдений
Объект наблю- дения	Линия		Первич- ная карта		Дата на- блюдения				№ карты		
	Участок										
					Смена	Начало					
	Поток										
						Обед					
Наименование и шифр обрабаты- ваемой детали									Число страниц		
						Конец					
Фамилия наблюдателя					Изготовлено за смену деталей						
Время оста- новки потока, ч, мин	Продол- житель- ность простоя, мин	Время пуска и начала обслу- живания на ходу, мин		Причина простоя и наименова- ние работ		№ агре- гата	Условный номер наладчика			№ агрега- тов, про- стаиваю- щих по данной при- чине	
1	2	3		4		5	6			7	
											
											
											
При коротком простое причина запи-
сывается только в первичной карте
с указанием приблизительного вре-
мени начала простоя (в дальнейшем
при расшифровке записей самописца
это время учитывается).
Скорость движения ленты выбирают
из условия обеспечения требуемой точ-
ности регистрации времени. Для
большинства хронометражных наблю-
дений достаточна точность порядка
десятых долей минуты-. Такой точ-
ности записи соответствует скорость
ленты 600 мм/ч. У самописцев типа
Н343, Н344, Н370, Н370М, Н372,
Н373, Н384, Н387 при такой скорости
расход ленты равен одной ленте в две
смены. Для одновременного наблюде-
ния за работой нескольких агрегатов,
связанных гибкой связью, необходимы
несколько пишущих головок, каждая
из которых может быть заключена
в свой корпус, либо конструктивно
объединена с другими в общем кор-
пусе и может писать по общей ленте
в отведенной полосе. Подключение
самописца к агрегату зависит от кон-
кретных. условий: типа самописца,
схемы управления агрегатом, харак-
тера рабочего цикла и т. д.).
При подготовке к хронометражу
необходимо составить структурную
схему обследуемого объекта с указа-
нием порядковых номеров агрегатов
и наладчиков, за которыми должно
вестись наблюдение.
Номера унифицированных узлов,
входящих в отдельные агрегаты, долж-
ны содержать признак, указывающий,
в каком агрегате работает данный
узел.
Первичная документация обработки
результатов хронометражных наблю-
дений за работой технологических си-
стем (ТС) состоит из первичной карты
наблюдений и ленты самописца. Пер-
вичная карта наблюдений (табл. 6)
состоит из двух частей. Верхняя часть
содержит сведения об объекте наблю-
дений, обрабатываемой детали, смене,
количестве деталей, изготовленных
за смену, наблюдателе, номере карты
и количестве страниц. Она заполняется
один раз в смену, в нижней части по-

56
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
дробно регистрируются различные
простои и работа наблюдаемого объ-
екта.
При наблюдении за автоматическим
оборудованием одна первичная карта
заполняется на один поток. Этот поток
может состоять из одного или несколь-
ких агрегатов, соединенных жесткой
связью.
В графе записывают по часам ка-
лендарное время остановки потока
(станка) и время начала работ по его
восстановлению. Простой потока
может состоять из нескольких стадий,
отражающих различные работы по
ликвидации отказа (организационные
мероприятия, ремонт и т. д.). Про-
должительность каждой такой стадии,
называемой состоянием, указывается
в графе 2. В этой же графе указывают
и продолжительность работ, связанных
с обслуживанием потока на ходу.
Таким образом, графа 2 заполняется
и при простое и при работе потока.
В графе 3 указывают время пуска
потока после ликвидации простоя,
а также время начала обслуживания
его на ходу. В графе 4 записывают
причину простоя с подробным указа-
нием наименования и места отказав-
шего элемента, а также наименование
работ, определяющих каждое со-
стояние потока, продолжительность
которого указывают в графе 2.
При наблюдении за потоком, состо-
ящим из нескольких агрегатов,, свя-
занных жесткой связью, в графе 5
записывают номер отказавшего агре-
гата и унифицированного узла в соот-
ветствии со структурной схемой линии.
Графа 5 не заполняется, если поток
состоит из одного станка. В графе 6
указывают условный номер наладчика,
обслуживающего агрегат в данный
момент времени. В графе 7 указывают
номера агрегатов, на которые распро-
странился данный простой (состояние),
и кем был остановлен поток —• автома-
тикой или обслуживающим персона-
лом и т. д.
‘"'Лента самописца является вспомо-
гательным документом, уточняющим
и дополняющим первичную карту
наблюдений. На ней автоматически
отмечается время работы наблюда-
емого агрегата с разделением на циклы,
а также записывается общая продол-
жительность каждого простоя агре-
гата. С помощью специальных мер
можно отмечать на ленте самописцев
по различным дорожкам собственные
и наложенные простои агрегата.
Как указывалось, одна пишущая
головка самописца обслуживает
один самодействующий агрегат или
поток.
После ознакомления всех участни-
ков производственных исследований
с объектами и задачами и подготовки
необходимой аппаратуры можно
приступить к проведению непосред-
ственных наблюдений и определению:
длительности выполнения всех эле-
ментов рабочего цикла с последующим
построением фактических циклограмм;
длительности, простоев всех видов
(посредством хронометража) с после-
дующим заполнением сводной та-
блицы простоев и расчетом баланса
затрат планового фонда времени;
количества годной и бракованной
продукции с делением последней по
категориям.
Комплекс работ рекомендуется
начинать с определения длительности
цикла, что служит исходной информа-
цией для расчета реальных показате-
лей производительности. Итогом
расчета являются фактические цикло-
граммы работы линии, отдельных ее
участков и встроенного оборудования.
Циклограммой называется взаимно
скоординированная диаграмма ра-
боты всех целевых механизмов и уст-
ройств автомата в течение рабочего
цикла. Циклограмма дает графиче-
ское изображение рабочего цикла, от-
ражающее все происходящие в ав-
томате процессы.
Для автоматов с централизованными
системами управления, где имеется
единый управляющий орган, цикло-
грамма строится применительно
к нему. Так, например, для автоматов
с системой управления с распредели-
тельным валом (РВ), где один оборот
соответствует рабочему циклу, цикло-’
грамма строится на один оборот РВ
(в градусах или долях его оборота).
Для автоматов с децентрализованными
системами управления, где отсут-
ствует единый управляющий орган,
циклограмма строится по времени.
Таким образом, циклограмма должна

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
57
показывать, какие движения получают
в течение рабочего цикла все меха-
низмы. Поэтому на циклограммах по
вертикали отмечены все целевые ме-
ханизмы, которые участвуют в рабо-
чем цикле, а по горизонтали — углы
поворота РВ или текущее время.
Для каждого механизма или устрой-
ства циклического действия должны
быть замерены и достоверно оценены
количественно интервалы всех воз-
можных состояний (быстрого подвода,
рабочей подачи, быстрого отвода, вы-
стоев в рабочем или отведенном поло-
жении), с тем чтобы в дальнейшем
рассчитать время несовмещенных
рабочих Zp и холостых ходов цикла
Гц и его общую продолжительность.
Как правило, фактические величины
£р, ^х> Гц несколько отличаются от
теоретических, паспортных значений,
кроме того они бывают нестабильны
по величине.
Для снятия фактической цикло-
граммы необходимо изучить порядок
взаимодействия механизмов в течение
цикла и совмещение ходов; условно
разделить изучаемый объект на меха-
низмы рабочих ходов, холостых ходов
и механизм управления; дать перечень
механизмов в протоколе на величины
цикла; провести не менее 10 раз за-
меры длительности работы механиз-
мов и построить циклограмму.
После составления циклограммы
необходимо перейти к длительным
наблюдениям использования линии и
ее элементов во времени путем про-
ведения хронометража простоев.
Необходимо фиксировать затраты
фонда времени линии: производитель-
ные (работу) и непроизводительные
(простои по причинам как техниче-
ского, так и организационного харак-
тера, их продолжительность, методы
устранения неполадок), а также коли-
чество изделий, выпущенных в каж-
дую смену, и продолжительность цик-
ла. Наблюдение должно быть непре-
рывным в течение достаточно продол-
жительного периода времени.
Наблюдение — один из наиболее
ответственных этапов исследований,
от качества выполнения которых за-
висит успех дальнейшей работы. По-
этому проведение хронометража
и фотографии работы технологического
оборудования должно быть тща-
тельно подготовлено. Большое зна-
чение для удобства дальнейшей обра-
ботки результатов имеет единообра-
зие в терминологии и одинаковый под-
ход к оценке тех или иных явлений.
С этой целью рекомендуется перед
началом наблюдений составить пере-
чень основных неполадок меха-
низмов. Такой перечень должен быть
у каждого участника наблюдений.
Протоколы должны содержать
комплекс сведений, наиболее полно
хар актер изующий р аботоспособность
оборудования в исследуемый период
(время и причины каждого простоя
методы устранения неполадок).
Начало каждого простоя отмечается
по часам, продолжительность простоя
(в минутах и секундах) — по секундо-
меру. Если простой включил в себя
различные компоненты затрат времени,
их необходимо указывать в протоколе
нарастающим итогом, для чего удобны
двухстрелочные секундомеры.
Количество обработанных деталей
записывается в начале каждого про-
стоя по текущим показателям счет-
чика, а в конце смены определяется
общее количество годных и бракован-
ных деталей. На автоматизированном
технологическом оборудовании с ги-
дравлическим приводом подачи целе-
вых механизмов, время срабатывания
которых в рабочем цикле может ко-
лебаться в широких пределах, необ-
ходимо периодически в течение смены
производить замеры продолжитель-
ности рабочего цикла линии.
Хронометраж какого-либо вида
простоев производится на дальнейших
этапах исследования, когда рассчя
таны эксплуатационные характери-
стики и выяснены основные резервы
повышения производительности. За-
тем необходимо определить, какой рост
производительности обеспечит про-
ведение тех или иных мероприятий.
Получать данные о качестве выпу-
скаемой продукции, величине вы-
хода годных и бракованных деталей
необходимо одновременно с хроно-
метражем работы линии, что позволяет
увязать информацию о браке и нала-
дочных простоях.
За первичную информацию о вели-
чине брака продукции могут быть

58
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
7. Карта наблюдений за движением брака
Линия			Карта наблюдений					Наименование и шифр обрабаты- ваемой детали							
Участок															
								Фамилия наблюдателя							
Поток															
Продолжитель- ность наблюдений								№ карты				Число страниц			
Контро- лируемый параметр	Брак				Момент обнаружения	Место обнаружения	Кем обнаружен брак						В чем заключается брак	Количество забрако- ванных деталей	
	исправимый			1 неисправимый			О		1 наладчиком !		контролируе- мым прибором				
	• ® олк	к о я о.® Я О Л S tt к ч													
, 1	2	3		4	5	6	7		8		9		10	И	
															
															
															
приняты данные отдела технического
контроля и его служб в цехах, спе-
циальных организованных постов
наблюдений и цехов (участков) по-
требителей.
При проведении определительных
испытаний АЛ целесообразно ввести
карту наблюдений за движением брака.
В этой карте (табл. 7) фиксируют
время и место обнаружения брака
на линии, его количество, вид (испра-
вимый, неисправимый), возможную
причину возникновения и т. д.
В графе 1 указывается наименование
контролируемого параметра (диа-
метр, длина, шероховатость поверх-
ности, некруглость и т. д.)/ В графах
2—4 указывается вид брака, разделя-
емый на исправимый (графы 2 и 3)
и неисправимый (графа 4). Если испра-
вимый брак дорабатывается на линии,
то это отмечается в графе 2; если
исправимый брак дорабатывается вне
линии, то это отмечается в графе 3.
В графе 5 записывается момент
обнаружения брака — дата, часы,
минуты; в графе 6 — его место обнару-
жения (станок, контрольный автомат,
стол ОТК и т. д.). В графах 7—9
указывается, кем был обнаружен брак
(ОТК, наладчиком или контрольным
автоматом, встроенным в линию).
В графе 10 подробно записывается,
в чем заключается брак, приводятся
его количественные характеристики
(величина отклонения от поля допуска
или от технических требований).
В графе 11 указывается количество
забракованных по данному параметру
деталей. Одна карта заполняется
в течение всего времени наблюдения
за линией.
При расчете показателей произ-
водительности могут быть использо-
ваны данные заводской отчетности о ко-
личестве изготовленной и принятой
ОТК продукции. Данные о количе-
стве произведенной годной продукции
могут использоваться в основном толь-
ко при контрольных испытаниях на
надежность, так как они не позволяют
установить причины отказов и не могут

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
59
служить основой для разработки меро-
приятий по повышению надежности.
Данные о выпуске продукции за от-
дельные промежутки времени целесо-
образно представлять в виде графиков.
При стабильном характере работы
линии продолжительность наблюде-
ний за ее работой должна составлять
не менее 10—12 рабочих смен, что
обеспечивает достоверность получен-
ных результатов, которую проверяют
специальными методами.
Фактические наблюдения за работой
АЛ дают значительный объем ин-
формации, обработка которой позво-
ляет делать выводы о работоспособ-
ности линии, системе ее эксплуатации,
резервах повышения производитель-
ности и точности. Первичная обра-
ботка этой информации сводится к по-
лучению некоторых основных пара-
метров работы АЛ, в первую очередь
баланса затрат фонда времени работы
линии, который дает первое предста-
вление о ее работоспособности. Для
получения баланса затрат фонда вре-
мени все простои по каждой смене
наблюдения группируются по функ-
циональным признакам, и данные из
всех протоколов наблюдения сводятся
в единую таблицу. При составлении
таблицы простои следует подразделять
согласно классификации простоев
(по оборудованию, инструменту
и т. д.); Простои целесообразно делить
на группы. Для инструмента эти груп-
пы определяются характером простоев:
планово-предупредительная смена
инструмента, текущая смена инстру-
мента (по фактическому затуплению),
аварийная смена, при поломках и т. д.
Простои по ремонту и регулированию
лучше всего классифицировать по
основным целевым механизмам.
В классификации организационно-
технических простоев необходимо
выделять простои, вызванные отсут-
ствием заготовок на линии, отсут-
ствием обрабатываемых изделий на
данном участке из-за отказов и про-
стоев предшествующих участков,
несвоевременным приходом и уходом
рабочих, отсутствием электроэнергии
или инструмента.
В простоях по переналадке необ-
ходимо выделять простои для смены
Приспособлений, инструмента, кине-
матической перенастройки, обра-
ботки пробных изделий с корректи-
ровкой положения механизмов и ин-
струментов, переналадки систем упра-
вления и т. д.
При фиксации брака, помимо деле-
ния его на исправимый и неисправи-
мый, следует отмечать брак предыду-
щих операций, обнаруженный при
данной обработке, брак данной опера-
ции, наладочный брак и т. д.
В соответствии с принятой класси-
фикацией простоев и данными хроно-
метража заполняется итоговая та-
блица простоев (табл. 8). Цифры в гра-
фах означают: числитель — суммар-
ную продолжительность простоев
данного вида за смену в минутах,
знаменатель — число простоев. На-
пример, за 1-ю смену 20 октября было
три простоя по инструменту, из них
два простоя длительностью 11,2 мин
для текущей замены инструмента и
один — для аварийной. Всего за смену
АЛ имела девять собственных простоев
общей продолжительностью 83,1 мин
и, кроме того, три организационно-
технических простоя продолжитель-
ностью 40,1 мин. Итого за смену про-
должительностью 480 мин линия ра-
ботала лишь 356,8 мин.
При,расчете баланса затрат плано-
вого фонда времени суммарный пла-
новый фонд за время наблюдения при-
нимается за 100%, а длительность
отдельных компонентов затрат вы-
ражается в процентах по отношению
к нему. Например, согласно табл. 8
за четыре смены наблюдения плановый
фонд составил 1920 мин, из них соб-
ственные простои 187,3 + 77,9 +
+ 83,1 + 81,6 = 429,9 мин; суммар-
ные простои: 266,0 + 82,9 + 123,2 +
+ 97,6 = 569,7 мин.
Тогда
Ев"-т®зг100^ад1;
Se"-4«r1(1“-7'3’4;
2’"=“®т100"29-6%;
0р = 7О,4%.

60
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
8. Форма сводной таблицы простоев выпускного участка АЛ
по итогам наблюдений
Вид л простоев	Группа простоев	19/Х		20/X	
		1-я смена	2-я смена	1-я смена	2-я смена
Собст- венные	По инструменту: текущая смена	10,1/2	18,5/3	11,2/2	18,2/1
Ос	аварийная смена	—	8,2/1	4,1/1	—
	регулирование	7,3/3	2,6/1	—	6,5/3
	По оборудованию: силовые головки	120/1						
	приспособления	11.3/2	—	28,3/3	11,5/1
	транспортер	—	—	—	6,8/2
	поворотный стол	—	—	16,8/1	—
	система управления	1,8/2	16,1/3	—	10,5/4
	Техническое обслуживание: подготовка к работе	16,5/1	8,2/1	16,5/1	9,0/1
	уборка и очистка	15,1/1	18,2/1	—	19,1/.1
	прочие простои	5,2/2	6,1/1	6,2/1	—
Органи-	Отсутствие заготовок на ли-	50,5/1					16,0/1
зационно- техниче-	нии Из-за предыдущих участков	12,1/2	5,0/1	15,1/2	—
ские 0ОТ	Ожидание ремонтников,	—	—	25,0/1	—
	электриков и т.д Отсутствие инструмента			—	—	—
	Прочие простои	16,1/1	—	—	—
Суммарное время собственных про-		187,3	77,9	83,1	81,6
стоев Суммарное время организационно-тех-		78,7	5,0	40,1	16,0
нических простоев £ 0ОТ Общее время простоев £ 0П		266,0	82,9	123,2	97,6
Фонд времени 0		480	480	480,0	480,0
Время работы 0р		214,0	397,1	356,8	382,4
Примечание: В каждой косой дроби: числитель — суммарные простои
(мин), знаменатель — число простоев.
Аналогично рассчитываются любые
другие составляющие. Например,
простои из-за отсутствия заготовок
Рис. 5* Баланс затрат фонда времени вы-
пускного участка АЛ
составили за четыре рабочих смены
76,5 мин, или 3,9 % фонда времени.
Баланс затрат планового фонда вре-
мени рассчитывают только по резуль-
татам суммарной длительности наблю-
дений; классификация простоев, как
и в сводной таблице. При расчетах
удельной величины простоев за 100 %
принимается их суммарная длитель-
ность; порядок расчетов аналогичный.
Пример баланса затрат планового
фонда времени приведен в табл. 9.
Баланс удобно изображать и в графиче-
ской форме (рис. 5).
Баланс затрат фонда времени яв-
ляется основным исходным докумен-
том для расчета всех параметров произ-
водительности (эксплуатационных

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
61
9. Баланс затрат планового фонда
времени выпускного участка АЛ
Затраты планового фонда времени	Затраты времени, %	
	к про- стоям	к фонду вре- мени
Простои по инструмен-	22,9	8,0
ТУ еин: текущая смена	12,0	4,2
аварийная смена	5,1	1,8
регулировка	5,8	2,0
Простои по оборудова-	21,7	7,6
пию 0og: силовые головки	6,0	2,1
приспособления	3,1 0,8	1,1 0,3
транспортер		
поворотный стол	4,0	1,3
система управления	7,8	2,8
Простои по техническо-	8,0	2,8
му обслуживанию 6Т 0: подготовка к работе	3,2	1,2
уборка и очистка	4,0	1,3
прочие простои	0,8	0,3
Простои по организа-	47,4	16,5
ционно-техническим причинам £ 0ОТ: отсутствие загото-	25,2	8,8
вок на линии простои из-за пре-	9,1	3,2
дыдущих участков ожидание ремонт-	.6,0	2,1
ников,	электри- ков и др. отсутствие инстру-	0,5	0,2
мента прочие простои	6,6	2,2
Общее время простоев	100	34,9
S9n Фонд времени 0			100
Время работы 0р	—	65,1
характеристик, потерь различных ви-
дов и т. д.). Степень достоверности их
числовых значений определяется тремя
основными факторами: достаточностью
накопленного объема информации, ко-
торый зависит от длительности наблю-
дений; типичностью выбранного пе-
риода наблюдений; точностью прове-
дения хронометража.
Рис. 6. Диаграмма для оценки типичности
выбранного периода наблюдений:
Q — сменная производительность; N —
номер смены наблюдения
Достаточность накопленного объема
информации о тех или иных параметрах
работы АЛ можно оценить сравнением
статистических характеристик с ве-
роятностными. Чем больше число слу-
чаев, тем ближе теоретическое распре-
деление совпадает с практическим, тем
меньше разница между теоретическими
и практическими частотами попадания
величины в данный интервал. Опреде-
ление достаточности накопленного
объема информации о случайных ве-
личинах может быть сведено к про-
верке достоверности параметров слу-
чайных величин, вычисленных на ос-
нове обработки статистических дан-
ных с помощью критериев согласия.
Однако объем информации еще не
дает гарантии, что совокупность полу-
ченных эксплуатационных параметров
объективно оценивает работоспособ-
ность действующей АЛ.
Для решения вопроса о типичности
выбранного периода наблюдения за
АЛ необходимо при помощи статисти-
ческих методов проанализировать вы-
пуск деталей на линии за длительный
промежуток времени. Так, по итогам
двух лет эксплуатации среднесменный
выпуск деталей на линии составил
Qcp = 250 шт/смена. На рис. 6 пока-
зан график среднесменного выпуска
изделий нарастающим итогом за время
наблюдения в течение 54 смен. График
построен следующим образом. За пер-
вую смену наблюдения на линии было
изготовлено 255 шт. изделий; эту цифру

62
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
вносим в график под номером смены 1
(N — 1). За вторую смену наблюдения
изготовлено 310 шт., следовательно,
среднесменный выпуск за две смены
составил (255 310)/2 = 283. За
третью смену было изготовлено также
310 шт. Среднесменный выпуск по
итогу трех смен составил (255 -|- 310 -ф-
-|- 310)/3 = 292. Аналогично рассчи-
тываем среднесменный выпуск по
итогам четырех, пяти и так далее смен
(вплоть до конца наблюдения); все
результаты вносим последовательно
в график под номером смен N = 2,
N — 3 и т. д. Полученные значения,
соединенные прямыми линиями, и об-
разуют график среднесменного выпу-
ска блоков нарастающим итогом.
Если бы период наблюдения был
достаточно велик, а условия эксплуа-
тации стабильны, то ломаная линия
графика неизбежно слилась бы с пря-
мой, характеризующей среднее значе-
ние Qcp. Диаграмма наглядно показы-
вает, что в исследуемый период линия
работала несколько лучше среднего
уровня, поэтому эксплуатационные
характеристики линии будут немного
завышенными, но достаточно досто-
верными. Диаграмма сама по себе уже
способна давать первое представление
о целесообразной продолжительности
наблюдений. Если продолжительность
наблюдений будет в пределах двух—
пяти рабочих смен, то, как видно на
диаграмме (см. рис. 6), все характе-
ристики получились бы значительно
завышенными и не отражали бы дейст-
вительную работоспособность линии.
И наоборот, после некоторого периода
времени *(12—15 смен) дальнейшее
увеличение продолжительности на-
блюдений уже практически не оказы-
вает влияния на окончательные ре-
зультаты.
Погрешность хронометража можно
определить из сравнения фактических
простоев 20п и замеренными суммар-
ными простоями 20п*
где 0 — фонд времени (работы и про-
стоев); Z — число изготовленных де-
талей; Гц — средняя продолжитель-
ность цикла работы АЛ за время на-
блюдения,
Сравнение должно быть проведено
для каждой смены наблюдения, и те
смены, где относительная ошибка пре-
высит 10—15%, должны быть от-
брошены и их результаты в общем итоге
не учтены.
Например, согласно табл. 8 во 2-ю
смену 20 октября было зафиксировано
наблюдениями суммарное время про-
стоев 97,6 мин. За эту же смену при
замеренной средней длительности рабо-
чего цикла линии Тц = 1,48 мин было
изготовлено фактически 260 шт. дета-
лей (Z). Подставляя эти значения
в формулу, получим 20п “ 0 —
— /Гц = 480 — 260-1,48 = 480 —
— 384,8 = 95,2 мин. Это значение яв-
ляется точным. Относительная ошибка
наблюдений при этом составляет
[(97,6 — 95,2)/95,2] 100 = 2,5 %.
Расчет показателей производитель-
ности производится по данным фак-
тической циклограммы и баланса за-
трат планового фонда времени с ис-
пользованием формул (2)—(16). В этом
случае в формулы вместо абсолютных
величин работы и простоев подстав-
ляются относительные, взятые из ба-
ланса затрат фонда времени.
Коэффициент исполь-
зования АЛ определяется как
доля времени работы в балансе затрат
фонда времени. Согласно табл. 9
кис = 0р/0 = 65,1/100 = 0,65.
Коэффициент техническо-
го использования рассчитыва-
ют по (8) с учетом данных табл. 9:
1
/Ст. и —
0р
1
65,1
1
1+иг^.
65,1
Это означает, что в периоды, когда
линия обеспечена всем необходимым,
она работает 78 % времени; остальные
22 % составляют собственные простои
для смены и регулирования инстру- •
мента, ремонта и регулирования меха-
низмов и устройств, обслуживания,

ПОКАЗАТЕЛИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
63
Коэффициент загрузки
Кдаг — Кис/Кт. и-
Собственные внецикло-
вые потери рассчитывают по
формулам (3) и (4). В этом случае
с учетом данных табл. 9
][}ВС = 20с/0Р = 18>4/б5,! = 0,282;
Е/с = (Е 0с/0р) тъ =
= 0,282 + 48 = 0,417 мин/шт.
Это означает, что на каждые 10 мин
бесперебойной работы линии при-
ходится в среднем 2,8 мин простоя по
техническим причинам, на каждую
единицу выпущенной продукции —
0,417 мин простоя (в среднем).
Внецикловые потери для использо-
вания в дальнейшем проектировании
рассчитывают для отдельных позиций,
конструктивных элементов и т. д.
Так, если рассматриваемая линия имеет
девять последовательно соединенных
жестко сблокированных рабочих по-
зиций (<7=9),' средние собственные
потери одной позиции
В = у Bc/q = 0,282/9 = 0,03.
Собственные потери шагового транс-
портера
Втр — 0тр/0р — 0,3/65,1 =
= 0,0046 = 46-10“3.
Собственные потери одной силовой
головки (в линии 16 головок)
Ягол - 0гол/(0р-16) - 2,1/(65,1 • 16) =
= 0,002 = 2-10+
Аналогично рассчитывают и другие
виды потерь.
Суммарные внецикло-
вые потери на единицу времени
работы или единицу изделия
У В = у 0п/0р = 34,9/65,1 = 0,54;
Е tu = ( Е 0п/9р) Т’ц =
= 0,54» 1,48 = 0,80 шт/мин.
Цикловая производи-
тельность линии опреде-
ляется только длительностью несовме-
щенных рабочих и холостых ходов
цикла Тц. При Тц — 1,48 мин
Сц = 1/(^р + ^х) — 1/7"ц =
= 1/1,48 = 0 ,675 шт/мин =
— 324 шт/смена.
Техническая произво-
дительность
Qt = (1/Тц) Кт. и = 0,675-0,78 =
= 0,52 шт/мин = 252 шт/смена
или
Qt = 1/(7ц + X' М
= 1/(1,48 + 0,417) =
= 0,52 шт/мин = 252 шт/смена.
Фактическая произво-
дительность
Q = (l/T4) Кис = 0,675-0,65 =
= 0,44 шт/мин = 211 шт/смена
или
Q = i/(^+EM =
= 1/(1,48+ 0,8) =
= 0,44 шт/мин = 211 шт/смена.
Возможны расчеты и других пока-
зателей производительности, в том
числе потерь производительности по
конкретным причинам, резервов повы-
шения производительности при прове-
дении конкретных технико-организа-
ционных мероприятий. Методы рас-
чета подробно описаны в работах [2, 4].
Расчеты ожидаемой производитель-
ности производятся на различных эта-
пах проектирования и отличаются сте-
пенью точности и достоверности ре-
зультатов в зависимости от прорабо-
танности технических решений и до-
стоверности исходных данных, кото-
рые получаются путем обобщения ре-
зультатов исследования работоспособ-
ности аналогичных действующих ли-
ний в условиях эксплуатации. Расчеты
выполняются только для фактической
производительности.
На этапе проработки заявки на
проектирование, когда могут выпол-
няться лишь ориентировочные рас-
четы, ожидаемую производительность

64
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
АЛ можно рассчитывать по простейшей
формуле
Q = [l/(^p + ^)] Ме-
длительность рабочих ходов оцени-
вается по лимитирующей операции,
холостых ходов — по аналогии с из-
вестными действующими конструк-
циями. Коэффициент использования
принимается равным 0,75, что исклю-
чает грубые ошибки. Тем самым в пер-
вом приближении учитываются и соб-
ственные, и организационно-техниче-
ские потери. Для некоторых АЛ, на-
пример линий для токарной обработки,
следует принимать значения АиС не
свыше 0,70; для неметаллорежущих
линий можно принимать значения
0,80—0,85.
На этапе разработки технического
задания и технического предложения
выполняются укрупненные расчеты
ожидаемой производительности срав-
ниваемых вариантов, отличающихся
степенью дифференциации техпроцесса,
числом рабочих позиций, потоков обра-
ботки и участков-секций, типом транс-
портно-загрузочной системы и т. д.
Расчеты производят в условиях мало-
достоверной и зачастую неполной ин-
формации, так как конструктивные
разработки еще отсутствуют и ожидае-
мая длительность рабочих и холостых
ходов, собственных и организационно-
технических потерь может оцениваться
лишь в первом приближении, укруп-
ненью. Целью расчетов является выбор
проектного варианта, что не требует
высокой точности выполнения самих
расчетов. На данном этапе рекомен-
дуется для расчетов ожидаемой про-
изводительности пользоваться форму-
лами, в которых показатели произво-
дительности непосредственно раскры-
вались бы через варьируемые параме-
тры. Например, для линий последова-
тельно-параллельного действия для
обработки резанием можно пользо-
ваться формулой
о	т X
Уа-Л“ /р(<?) + /х х
'ПАзаг____________
1+ Вин + ?Воб 7+Вт о
/7 у
(20)
где т — число параллельных пото-
ков обработки; q — число последова-
тельных позиций, на которое диффе-
ренцирован процесс обработки; /гу —
число участков-секций, на которое
разделена линия; /р (q) — ожидаемое
время рабочих ходов цикла как время
обработки на лимитирующей позиции
(функция числа позиций q); tx— ожи-
даемое время холостых ходов как
функция типа транспортно-загрузоч-
ной системы; Вин — ожидаемая вели-
чина внецикловых потерь по инстру-
менту как функция принятого варианта
технологического процесса (методов,
маршрута, режимов); Boq— ожидае-
мые внецикловые потери по оборудо-
ванию одной рабочей позиции как
функция надежности в работе механиз-
мов и устройств; ВТ.о—потери на
техническое обслуживание; т] — ожи-
даемое значение коэффициента выхода
годных изделий на линии; А3аг —
ожидаемое значение коэффициента
загрузки как функция уровня экс-
плуатации; у — ожидаемая величина
коэффициента возрастания потерь вы-
пускного участка как функции надеж-
ности участков и вместимости меж-
операционных накопителей.
Учитывая приближенный характер
расчетов, предполагают, что линия
разделена по принципу равных потерь.
Тогда выражение
(^ин 7^об)/= Вс,
где В с — собственные внецикловые
потери выпускного (иногда — лими-
тирующего) участка. Простои по тех-
ническому обслуживанию 5Тв 0 (про-
грев, профилактические осмотры,
планово-предупредительная замена
инструмента, уборка и очистка) про-
исходят обычно в начале и конце ра-
бочей смены на всех участках одновре-
менно; поэтому потери по техниче-
скому обслуживанию (удельные про-
стои на единицу времени работы)
накопителями не компенсируются.
Их принимают обычно равными
0,04—0,012.
Время рабочих ходов цикла /р (7)
определяют путем технологических
расчетов, время холостых ходов tx —
экспертным путем по аналогии с дей-
ствующими аналогичными конструк-
циями. Числовые значения потерь по

ПОДАзАТЁЛЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
65
инструменту и оборудованию Вин и
В об принимаются по результатам .экс-
плуатационных исследований АЛ ана-
логичного назначения. Величина г]
зависит от типа технологического обо-
рудования и принимается обычно рав-
ной 0,90—0,95. Коэффициент загрузки
Азаг в зависимости от типа производ-
ства можно принимать равным 0,88—
0,94. Коэффициент возрастания по-
терь зависит от числа участков, вме-
стимости накопителей и надежности
оборудования. При значениях вне-
цикловых потерь по оборудованию
ЛОб = 0,024-0,06 и вместимости нако-
пителей Е — ЗО-т-60 мин можно реко-
мендовать следующие значения коэф-
фициента возрастания потерь у:
” у ...... . .	1	2	з
v . .............. 1,0	1,10	1,15
п .............. .	4	5	6
у..............1,18	1,20	1,22
Величины q, /р (q), яу, m являются
варьируемыми для различных вариан-
тов построения линии, они изменяются
в определенных пределах (^тщ
Я ^5= 7raaxJ 1	Р — 1, 2, 3
и т. д.).
С учетом варьирования параметров
по (20) возможно определить диапазон
возможных значений производитель-
ности АЛ при различных вариантах ее
построения и тем самым выделить со-
вокупность вариантов, удовлетворяю-
щих требованиям производительности.
Например, необходимо выбрать струк-
турно-компоновочный вариант АЛ
из агрегатных станков. Число позиций
может изменяться в пределах 15
^^^22; число участков /гу — 1, 2,
3; линия предполагается однопоточ-
ной; возможен и вариант несинхрон-
ной линии, где между каждой парой
станков помещается межоперацион-
ный задел (цу = q).
Предполагается согласно технологи-
ческим расчетам, что время обработки
на лимитирующих позициях при q =
= 15 t-o (15) = 1,45 мин; при q = 16
/р (16) = 1,25 мин; при q = 17 /р (17)=
= 1,15 мин; при ^=18 /р (18) =
= 1,10 мин; при #=19	(19) =
= 1 мин; при # = 20/р	(20) =
= 0,85 мин; при q = 21 /р = 0,75 мин;
при q = 22	(22) = 0,70 мин. Ожи-
даемое время холостых ходов цикла
3 П/р Волчкевича
г'х при прорабатываемом варианте бо-
кового транспортирования составляет
0,35 мин. Ожидаемые внецикловые
потери: комплекта инструмента Вин =
= 0,22, оборудования одной рабочей
позиции Лоб = 0,02; Вт. о = 0,06.
Выбираем коэффициенты возрастания
потерь у (см. с. 65). Ожидаемый выход
годных г) = 0,95; ожидаемый коэффи-
циент загрузки Кзаг = 0,90. В заявке
на проектирование указана требуемая
сменная производительность QTp =
= 300 шт/смена с возможным превы-
шением ~2(\%.
Вначале целесообразно подсчитать
ожидаемую производительность линии
в ее простейшем варианте: однопоточ-
ная (m = 1) и одноучастковая (пу = 1)
линия с минимальным числом позиций
(Я — 7min = 15).
Подставляя эти значения в (20),
получим
_	480-1
Va. д— 1>45_|_0135 X
0,95-0,90
Х 1 +0,22 + 0,02-15 + 0,06 ~
=.144 шт/смена.
Далее целесообразно просчитать
ожидаемую производительность линии
при самом сложном ее варианте (q =
= 22;	= 22), т. е. линии с макси-
мальным числом позиций и гибкой меж-
агрегатной связью:
О =__________480 у
Уа,л 0,70 + 0,35 Х
___________0,95-0,90_____________
1 + 0’22+29,02~22 1,40 + 0,06
= 356 шт/мин.
Таким образом, существуют ва-
рианты построения даже однопоточной
линии, которые могут обеспечить тре-
буемый уровень производительности
(300 шт/смена).
Проведя расчеты для всех возмож-
ных вариантов однопоточной линии,
а также для ряда вариантов двухпо-
точной линии, получим выборку ва-
риантов, удовлетворяющих заданному
диапазону производительности:
300 QTp 360 шт/смена (рис. 7),

66
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
Q, шт] смена.
Рис."7. Диаграмма значений ожидаемых
показателей производительности АЛ при
различных ее структурно-компоновочных
вариантах
Из числа вариантов построения ли-
нии, отвечающих требованиям каче-
ства изделий и производственной про-
граммы их выпуска, должен быть вы-
бран оптимальный вариант, служащий
основой дальнейшего процесса проек-
тирования (разработки эскизного и
технического проекта, рабочей доку-
ментации и т. д.).
На завершающих этапах проектиро-
вания, когда принципиальный проект-
ный вариант уже выбран и согласован
с заказчиком и заводом-изготовителем,
производят уточненные расчеты ожи-
даемой производительности, которые
должны подтвердить, что разрабаты-
ваемый вариант автоматической линии
сможет обеспечить заданную про-
грамму выпуска. Расчеты сменной про-
изводительности производят по по-
следнему, выпускному участку, на
котором выдается конечная продук-
ция. Так как основные параметры ли-
нии уже выбраны и могут быть лишь
уточнены (технологические режимы,
вместимость накопителей, число па-
раллельно работающих станков и др.),
в расчетные формулы можно не вклю-
чать конкретные структурно-компо-
новочные характеристики» Достаточно,
чтобы в эти формулы были включены
ожидаемые величины рабочих и холо-
стых ходов, собственных потерь вы-
пускного участка, дополнительных
потерь из-за некомпенсированных про-
стоев предшествующих участков:
о - 480 X
х ______________I]_____________
1 -ф- Вс -ф- ВТ. о + ^доп + ^от *
(21)
где /р и — соответственно времена
рабочих и холостых ходов цикла,
которые могут рассчитываться более
точно, чем на предыдущих этапах (на-
пример, время холостых ходов — с уче-
том реальных величин, перемещений
механизмов и их скоростей); Вс —
собственные внецикловые потери вы-
пускного участка как сумма потерь по
инструменту и оборудованию (рассчи-
тываются с учетом реального количе-
ства инструментов и механизмов, ско-
ростей обработки, принципа действия
с помощью специальных таблиц, при-
веденных в [4, 7]); Вт. 0— внецикло-
вые потери для технического обслу-
живания участка (рекомендуется при-
нимать в зависимости от сложности
линии в пределах Вт. о = 0,064-
4-0,12 [7]); Вот — организационно-
технические потери, связанные с пере-
боями в подаче обрабатываемых ма-
териалов, несвоевременным приходом
и уходом рабочих (рекомендуется при-
нимать в зависимости от уровня куль-
туры производства в пределах В0Т =
= 0,044-0,12 [7]); Вдоп — дополни-
тельные потери выпускного участка,
вызванные неподачей заготовок вслед-
ствие простоев соседних участков и ог-
раниченной вместимости межопера-
ционных накопителей [в (20) коэффи-
циент возрастания простоев у =
= (Вс -|- ВдОп)/Вс = 1 -ф- Вдоп/^cl-
Суммарная величина дополнитель-
ных потерь Вдоп зависит от многих
факторов: протяженности линии (числа
станков и участков), соотношения ра-
бочих циклов соседних участков, на-
дежности встраиваемого оборудова-
ния, вместимости межоперационных
накопителей и т. д. Если присвоить
выпускному участку порядковый
номер 1, а предшествующему — 2 (и
так далее), то сумма собственных и до-

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
67
полнительных потерь будет описы-
ваться следующим выражением:
^17 “	+ ^ДОП =	+ ^>2^21 +
+ ^ЗА31 + ^4^41 + • • • + 5nAni,
(22)
где Д21 — коэффициент наложения
потерь предпоследнего участка (№ 2)
на последний (№ 1), который показы-
вает численно, какая доля простоев
второго участка не компенсируется
промежуточным накопителем и пере-
ходит на первый, выпускной участок
(при опустошенном накопителе), вызы-
вая дополнительные простои выпуск-
ного участка при его технической ис-
правности и наличии заготовок на входе
линии.
Реально АЛ трудно разделить на
равнонадежные участки — секции
(51 В2 В3 ...); различны также
и длительности рабочих циклов на
каждом участке (Т± Т2 Т3 ...).
Поэтому определение числовых зна-
чений ожидаемых величин дополни-
тельных потерь 5Доп или у является
весьма сложной задачей, которая не-
сколько упрощается лишь тем обстоя-
тельством, что чем дальше данный уча-
сток от выпускного, тем в меньшей
степени его простои сказываются на
простоях последнего (т. е. Д21 >
> Д31 > Д41 и т. д.). Это дает воз-
можность в сложных многоучастко-
вых линиях учитывать влияние не
всех участков, а лишь нескольких,
наиболее близких к * выпускному, и
сводить реальные расчетные схемы
линий к двух» или трехучастковым.
Для расчета дополнительных по-
терь (Вд0П), их возрастания (у) или
суммы собственных и дополнительных
потерь (5СП'-5доп) могут быть исполь-
зованы опытно-статистические и анали-
тические методы, а также методы мате-
матического моделирования работы
проектируемых линий (см. гл. 5).
Опытно-статистические методы
основаны на обобщении результатов
эксплуатационных наблюдений, при
этом величина дополнительных про-
стоев может быть непосредственно
учтена в балансе затрат фонда времени
работы линии (см. табл. 9).
Так, если простои выпускного уча-
стка из-за предыдущих участков co-
д.
ставили Одоп — 3,2 %, собственные
случайные простои Е^с= 15,6%,
а суммарное время работы 0р =
= 65,1 %, простейшими расчетами
получим
5С = 15,6/65,1 = 0,24;
Вдоп- 3,2/65,1 = 0,05;
5С + Вдоп = 0,24 + 0,05 = 0,29;
О 29
Т = (Вс + Вдоп)/Вс = q 24 “ 1’21*
Исследования, проведенные в авто-
матических цехах по производству
подшипников на токарных участках,
которые, как правило, являются ли-
митирующими по производительности,
показали, что простои оборудования
из-за влияния всех остальных участ-
ков возрастают не более чем в 1,05—
1,2 раза [4]. Однако таких данных
накоплено немного, и распространение
их на другие условия и типы оборудо-
вания рискованно.
Аналитические методы расчета на-
ложения потерь широкого распро-
странения не получили вследствие
сложности предлагаемых расчетов.
Широкое распространение полу-
чили методы статистического модели-
рования процессов функционирова-
ния проектируемых линий по исход-
ным данным числа потоков ожидаемой
длительности цикла, интенсивности
отказов, длительности восстановле-
ний, вместимости накопителей.
Однако не во всех случаях проекти-
рования необходимо прибегать к ста-
тистическому моделированию функцио-
нирования будущих линий; не в каждой
проектно-конструкторской организа-
ции есть для этого необходимые усло-
вия. Поэтому в последнее время пред-
приняты попытки создать на основе
обобщения результатов статистиче-
ского моделирования аналитические
или графические зависимости, которые
можно было бы непосредственно ис-
пользовать в конструкторской прак-
тике.
ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
Согласно общему определению
по ГОСТ 13377—75 надежность —
свойство любых объектов выполнять

68
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
заданные функции, сохраняя во вре-
мени значения установленных пока-
зателей в пределах, соответствующих
заданным режимам и условиям исполь-
зования, технического обслужива-
ния, ремонтов, хранения и транспор-
тирования. Для автоматических ли-
ний заданными функциями является
выпуск годной продукции, отвечаю-
щей техническим условиям, в масшта-
бах, обусловленных производственной
программой в течение всего срока
эксплуатации, от пуска до списа-
ния.
В технологических процессах, кон-
струкциях и компоновках машин
всегда заложены определенные потен-
циальные возможности качества и ко-
личества выпускаемой продукции, эко-
номической эффективности ее произ-
водства.
По замыслу конструктора линия
должна работать непрерывно (при
условии обеспечения всем необходи-
мым) и выдавать только годную про-
дукцию. Однако какими бы совершен-
ными ни были конструкция линии,
технология ее изготовления и сборки,
культура эксплуатации, в ее работе
периодически наступают отказы, когда
работоспособность линии в целом или
отдельных ее элементов нарушается
и не может быть восстановлена без
участия человека.
Состояние отказа соответствует
случаям, когда автомат или линия не
выдают или не могут выдавать годную
продукцию, либо продукция вообще
не выдана или она получена, но не
соответствует заданным техническим
условиям, т. е. является бракованной.
Существуют отказы элементов (или
функционирования), когда продукция
не выдана потому, что какой-либо
элемент машины (суппорт, механизм
загрузки, фиксации и т. д.) не сработал,
и отказы параметров (или параметри-
ческие), когда все элементы сработали,
однако результаты этого срабатыва-
ния не соответствуют заданным усло-
виям.
Общность отказов элементов и от-
казов параметров, несмотря на раз-
личные формы их проявления, заклю-
чается в том, что в обоих случаях
возникновение их одинаково приво-
дит к простоям машины и вмеша-
тельству человека для ремонта или
размерной подналадки механизмов и
инструмента, очистки станков от
стружки и т. д. Отказы функциони-
рования и параметрические отказы
имеют одинаковую природу, так как
их причины аналогичны и заключаются
в нестабильности числовых значений
определяющих параметров и в нару-
шении заданных условий взаимодей-
ствия между элементами систем. От-
казы элементов и систем можно клас-
сифицировать и по другим признакам,
отражающим все многообразие причин
их возникновения и методов устра-
нения.
По характеру изменения параметров
элемента или системы различают'
внезапные и постепенные
отказы. Внезапные отказы вызы-
ваются обычно причинами, которые
не носят монотонного характера и
действие которых проявляется вне-
запно во всем объеме (например, по-
падание стружки в патрон, которое
препятствует загрузке заготовки;
появление деталей с большими при-
пусками или заусенцами, приводящее
к застреванию их в лотках, поломке
инструментов и т. д.). Внезапные от-
казы характерны для элементов радио-
аппаратуры и систем управления:
электронных ламп, полупроводников,
резисторов, конденсаторов, особенно
работающих в условиях ударов, ви*
браций, высоких температур. Посте*
пенные отказы, как правило, являются
следствием монотонных необратимых
процессов, таких как износ, разрегу»
лирование механизмов, старение ма-
териалов. Так, например, постепенное
изнашивание уплотнений пневмоци-
линдров фиксаторов, особенно при
загрязнении штоков, приводит к утечке
воздуха и падению давления в цилин-
драх. Износ направляющих скалки
питателя автооператора приводит
к тому, что радиальное положение
захвата автооператора с заготовкой
в крайнем переднем положении ста-
новится все более неопределенным,
заготовка не попадает в патрон шпин-
деля и блокирующее устройство вы-
ключает автооператор. Внезапные
отказы большей частью являются
следствием накопления необратимых
изменений? которые до некоторого

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
69
предела при отсутствии постоян-
ного контроля остаются незамечен-
ными .
По связи с другими отказами разли-
чают независимые и зави-
симые отказы. Независимые
отказы вызываются обычно внутрен-
ними причинами, которые характерны
только для данного элемента или си-
стемы; например, непереключение си-
ловых головок с рабочей подачи на
быстрый ход происходит из-за неста-
бильности работы аппаратуры управ-
ления (реле давления, насосов, кла-
панов и т. д.). Независимые отказы
являются следствием поломки инстру-
мента из-за износа или внутренних
трещин, несрабатывания автоопера-
тора из-за перекоса заготовки в лотке-
накопителе и т. д.
Зависимые отказы возникают вслед-
ствие отказов соседних элементов й
систем, т. е. вызваны внешними при-
чинами (например, патрон не зажимает
заготовку, поданную с перекосом).
К таким отказам относятся также
простои станков в автоматических
линиях, вызванного неполадками по-
следующих станков и переполненными
накопителями и т. д. В этом случае
один отказ является первичным и, как
Правило, независимым, другой же «**
Вторичным, зависимым.
По характеру устранения отказа раз*
дичают устойчив bfe (о^к о н °
нательные) и перемежаю^
щ и е с я отказы (то возникающие, то
исчезающие). При окончательных от-
казах элемент или систему, потеряв-
ших работоспособность, необходимо
заменять или ремонтировать. К окон-
чательным отказам относятся прежде
всего любые поломки, которые ведут
к несрабатыванию механизмов и уст-
ройств (например, заклинивание на-
правляющих станка из-за попадания
стружки или отсутствия смазки, за-
боев, задиров; застревание заготовок
в захвате автооператора или в зажим-
ном патроне, или в лотках). Оконча-
тельные отказы характеризуются тем,
что любая попытка повторения цикла
машины также сопровождается отка-
зом и поломкой, поэтому появление
окончательных отказов у наименее
надежных механизмов (прежде всего
механизмов автоматической загрузки)
контролируется с помощью специаль-
ных блокирующих механизмов.
Перемежающиеся отказы являются
следствием циклически действующих
причин. В АЛ рабочих машин переме-
жающиеся отказы характерны для
технологической надежности. Изве-
стно, что размер каждой детали яв-
ляется случайной величиной, которая
может находиться в некотором диа-
пазоне, называемом мгновенным полем
рассеяния размеров. Мгновенное поле
рассеяния определяется такими цик-
лически действующими факторами,
как твердость заготовок и припуски на
обработку, жесткость системы СПИД,
коэффициенты трения и т. д. При опре-
деленных условиях размер какой-либо
конкретной детали может оказаться
вне поля допуска, однако последую-
щие детали, как правило, оказываются
годными, т. е. отказы возникают и исче-
зают без вмешательства человека.
Любой отказ в работе АЛ или ее
элементов обусловлен нарушением
заданных условий взаимодействия
между механизмами, инструментами
и обрабатываемыми изделиями вслед-
ствие нестабильности их собственных
параметров или возмущающего дей-
ствия внешних факторов.
Отказы, связанные с нарушением
заданных условий взаимодействия
между технологическими механизмами
и инструментами, с одной стороны,
и обрабатываемыми изделиями —
с другой в процессе технологического
воздействия первых на вторые, есть
отказы параметра, действие которых
проявляется в получении готовых из-
делий, не соответствующих требова-
ниям качества.
Отказы, связанные с нарушением
заданных условий взаимодействия ме-
ханизмов или устройств машины между
собой или механизмов с обрабатывае-
мыми изделиями при выполнении как
технологических, так и вспомогатель-
ных операций, есть отказы элементов.
Их действие проявляется в несрабаты-
вании или неправильном срабатыва-
нии механизмов или устройств, а сле-
довательно, в невыполнении тех или
иных элементов рабочего цикла, и
приводит к аварийным последствиям,
если указанные нарушения взаимо-
действия не локализуются блокиру-

70
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
Рис. 8. Схемы формирования параметри-
ческих отказов при обработке отверстий
ющими элементами или вмешательст-
вом человека.
Так как трение и изнашивание, сни-
жение сопротивления усталости, кор-
розия характерны для любых рабочих
машин с любой степенью их автомати-
зации, то данные причины отказов
В работе характерны и для АЛ.
Однако в АЛ вследствие сложности
взаимодействия конструктивных эле-
ментов, высокой интенсивности техно-
логических процессов, отсутствия че-
ловека как непосредственного участ-
ника процесса и неполного замещения
его функций механизмами автомати-
зации явления надежности весьма
специфичны.
Для линий характерными являются
высокая интенсивность отказов и ма-
лое время безотказной работы (не бо-
лее 10—15 мин) с преобладанием ко-
ротких интервалов восстановления
работоспособности (в среднем 2—5 мин),
что не может быть объяснено только
износом сопряжений и поломками от-
дельных деталей.
На рис. 8 показана схема формиро-
вания отказов при сверлении коорди-
натных отверстий в корпусных дета-
лях на агрегатных станках, встроен-
ных в линию. Идеальная схема с на-
правлением инструмента посредством
кондукторной втулки приведена на
рис. 8, а. Соответствующие кинемати-
ческие, прочностные и другие расчеты
позволяют обеспечить необходимую
частоту вращения сверла и подачу,
а также условия прочности инстру-
мента диаметром d. Согласно тради-
ционным прочностным и кинематиче-
ским расчетам предполагается полная
стабильность условий обработки, т. е.
получение отверстия заданного диа-
метра и длины без каких-либо откло-
нений центра сверла от заданной коор-
динатной точки 0 (отклонение xt = 0).
Тем самым при идеальных условиях
взаимодействия между шпинделем, ин-
струментом, кондукторной втулкой и
обрабатываемым изделием нахожде-
ние оси отверстия в пределах допуска
6 (Xt 6/2) должно обеспечиваться
с достоверностью, равной единице.
Остальные параметры, например дли-
на втулки /15 расстояние между втул-
кой и торцом /2> зазор между втулкой
с диаметром D и инструментом с диа-
метром d, роли не играют (см. рис. 8, а).
Однако стабильное условие xi = 0
может быть обеспечено лишь при неиз-
менных и стабильных значениях всех
определяющих параметров (в первую
очередь при абсолютной соосности
между шпинделем' и кондукторной
втулкой), т. е. при отсутствии биения
шпинделя и погрешностей закрепле-
ния детали в зажимном приспособле-
нии. Так как реально этих идеальных
условий выдержать в процессе изго-
товления, сборки и эксплуатации
станков невозможно, все кинематиче-
ские, прочностные и силовые расчеты
в рамках теории резания, сопротив-
ления материалов, расчета и конструи-
рования станков обеспечивают лишь
технические возможности выполнения
обработки, но не гарантируют качества
этой обработки, т. е. параметрическую
надежность.
Реально даже в новых, неизношен-
ных, станках при каждой реализации
(очередном рабочем цикле станка)
xt, т. е. отклонение оси отверстия от
номинальной точки 0, будет случай-
ной величиной (рис. 8, б). Это рассея-
ние положения оси отверстия обуслов-
лено прежде всего несоосностью
между осью втулки и шпинделя
Д1 из-за погрешности изготовления и
сборки, а также биением оси инстру-
мента, которое в процессе его враще-?

показатели НАДЕЖНОСТИ
71
пия имеет переменный знак (±Л2).
Вследствие этого в процессе движения
инструмента вдоль кондукторной
втулки происходит его контактирова-
ние с кромками втулки и изгиб, ве-
личина которого зависит от зазора
между отверстием втулки и сверлом
D — d, длины втулки llt а также
несоосности Ai и биения Д2. Поэтому
ось инструмента неизбежно откло-
няется от оси втулки на величину, ко-
торая зависит (кроме заданных факто-
ров) и от расстояния между торцом и
деталью /2. Так как биение шпинделя
А2 является знакопеременной величи-
ной в процессе каждого оборота и при
этом момент соприкосновения вершины
сверла с изделием случаен при каждом
новом ходе сверла, отклонение оси
отверстия относительно оси кондук-
торной втулки является случайной
величиной не только по абсолютному
значению, но и по направлению.
Поле рассеяния положений оси отвер-
стия при большом числе реализаций
имеет в общем виде форму эллипса
(см. рис. 8, б) с различной величиной
вероятности попадания оси в каждую
точку внутри эллипса. Следует учесть
при этом, что идеальное положение
точки 0 нахождения оси отверстия на
детали, от которой откладывается поле
допуска б, также будет иметь случай-
ный характер вследствие погрешностей
базирования каждой детали на пози-
ции А3.
Как видно из рис. 8, б, даже в но-
вых станках-автоматах и АЛ, имею-
щих программную настройку, неиз-
бежны параметрические отказы, кото-
рые будут выражаться в том, что центр
просверленного отверстия как слу-
чайная величина в пределах эллипса
рассеяния окажется за пределами поля
допуска на положение отверстия 6.
Вероятность возникновения параме-
трического отказа равна вероятности
выхода оси отверстия за пределы поля
допуска и является функцией параме-
тров самого станка, процесса обра-
ботки и изделия. При каждом новом
срабатывании станка благоприятное
сочетание числовых значений опреде-
ляющих параметров (например, по-
грешность базирования данной детали
имеет тот же знак, что и несоосность
шпинделя со втулкой) означает нор-
мальное срабатывание и получение
изделия, отвечающего требованиям
качества. Неблагоприятное сочетание
означает параметрический отказ: де-
таль обработана, однако требования
качества не выдержаны. В процессе
эксплуатации станка числовые значе-
ния определяющих параметров не
остаются неизменными во времени.
Так, износ кромок кондукторной
втулки (функция исходных погрешно-
стей, зазора и длины втулки, усилий
обработки и т. д.) приводит к увели-
чению хаотичности положения вер-
шины сверла в момент соприкоснове-
ния с изделием (рис. 8, в), а следова-
тельно, и эллипса рассеяния положе-
ния оси отверстия. Так как в общем
случае износ кромок по окружности
неодинаков (А^ #= A/i2), может изме-
ниться не только величина, но и форма
эллипса рассеяния, а также его поло-
жение по отношению к точке 0, так
как одновременно происходит износ
направляющих силовой головки или
стола (смещение шпинделя относитель-
но втулки), а также износ и ослабление
зажимного приспособления. Хотя по-
следствия всех этих процессов зависят
от интенсивностей изнашивания, ве-
роятность возникновения параметри-
ческих отказов будет монотонно воз-
растать.
Таким образом, причинами возник-
новения параметрических отказов при
обработке на станках-автоматах и
в АЛ являются случайные нарушения
заданных условий взаимодействия
между механизмами станков, режу-
щими инструментами и обрабатывае-
мыми изделиями. Они обусловлены
действием большого числа факторов,
которые можно разделить на три кате-
гории.
L Постоянно действу-
ющие факторы, числовые зна-
чения которых остаются стабильными
при срабатываниях машины от цикла
к циклу. К ним относится: несоосность
шпинделя с кондукторной втулкой
Ах, зазор между отверстием втулки и
инструментом (D — d) и др. Их дейст-
вие возможно в ряде случаев локали-
зовать регулировкой, наладкой и т. д.
2. Переменные во вре-
мени факторы, числовые зна-
чения которых распределяются в не-

12
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЁ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
Рис. 9. Схема возникновения отказов функ-
ционирования при работе транспортеров-
подъемников;
а — в новой конструкции; б — в изношен-
ной конструкции
котором ограниченном диапазоне и
изменяются случайным образом от
одной реализации к другой внутри
этого диапазона. К ним относятся:
отклонения вершины инструмента от
оси вращения шпинделя вследствие
наличия биения А2, погрешность пози-
ционирования обрабатываемой детали
на рабочей позиции А3 и др.
3. Переменные во вре-
мени факторы, числовые значе-
ния которых имеют монотонное изме-
нение от реализации к реализации.
К ним относится: износ кондукторных
втулок Д, износ направляющих и др.
Для циклически изменяющихся
факторов характерна высокая интен-
сивность изменения числовых значений
(в двух очередных срабатываниях они
могут принять предельные значения),
для монотонно изменяющихся факто-
ров — низкая интенсивность (степень
изношенности при соседних реализа-
циях неразличима).
Аналогичный комплекс факторов
предопределяет и возникновение отка-
зов функционирования, когда кон-
структивные элементы автоматических
линий вообще не срабатывают и гото-
вая продукция не выдается.
При работе транспортеров-подъем-
ников толкающего типа толкателю
при каждом ходе вперед «^скоростью
v приходится преодолевать силы со-
противления, значительно большие,
чем суммарный вес G столба заготовок
в шахте подъемника. Вследствие за-
зоров между изделиями и стенками по-
ложение отдельных заготовок является
хаотичным (рис.Д, а), возникают реак-
ции Rin R2 давления на стенки, а
следовательно, и силы трения F± и F2>
которые при загрязнении стенок могут
достигать величин, соизмеримых с ве-
сом заготовок, что приводит к пере-
грузкам и отказам в приводе толка-
телями в других элементах конструк-
ции. Схема силового взаимодействия
ухудшается в процессе длительной экс-*
плуатации, т. е. с появлением местного
износа стенок в виде выемок, лунок,
глубоких рисок и т. д. Особенно опас-
ным местом является нижняя часть
шахты, примыкающая к удерживаю-
щему стопору 3 (рис. 9, б). Вследствие
неизбежного перекоса нижней заго-
товки под давлением столба заготовок
2 в стенке 1 постепенно образуется
лунка. При ходе толкателя вверх со
скоростью v возникающие опорные
реакции и и соответствующие им
силы трения Fx и F2 могут вообще
сделать невозможным подъем заго-
товки: происходят безусловные от-
казы подъемника, для блокирования
которых необходимо создавать предо-
хранительные перегрузочные устрой-
ства. Аналогичная картина возникает
и*при подаче изделий правильной ци-
линдрической формы, если стенки
подъемника не обладают достаточной
прочностью и жесткостью.
Из рассмотренных примеров сле-
дует, что причины отказов в работе
автоматов и автоматических линий
весьма сложны и многообразны. Важ-
нейшими факторами нарушения за-
данных условий взаимодействия между
механизмами, инструментами и заго-
товками являются не только вредные
воздействия на машины в процессе
их длительной эксплуатации, но и
циклическая нестабильность параме-
тров работы, которая проявляется
с самого начала эксплуатации. По-

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
73
Рис. 10. Факторы возникновения отказов при работе АЛ
этому трактовка явлений надежности
автоматов и линий с позиций только
износа, усталостных напряжений и
накопления повреждений является не-
достаточной. Важнейшее внимание при
проектировании АЛ должно уделяться
изучению возможных причин и спо-
собов устранения циклической неста-
бильности параметров технологиче-
ских процессов, изделий, конструк-
ций машин, проработке и анализу
реальных схем взаимодействия типа,
показанных на рис. 8 и 9.
Факторы возникновения отказов
в работе автоматов и АЛ приведены
на рис. 10.
Систематическими фак-
торами нарушения заданных ус-
ловий взаимодействия между меха-
низмами, заготовками и инструмен-
тами являются такие, числовые зна-
чения которых стабильны при ра-
зличных последовательных реализа-
циях работы машин. Большинство
из них формируется в процессе сборки
и наладки машины и служит характе-
ристикой качества конструкции, ее
сборки, наладки и эксплуатации.
В станках-автоматах и полуавтоматах
с программным управлением типовыми
систематическими погрешностями яв-
ляются погрешности управляющих
программ.
К числу циклически действующих,
обратимых факторов относятся такие,
у которых числовые значения при
каждой реализации есть случайные
величины, распределенные в опреде-
ленном диапазоне. Их характерная
особенность — изменение по величине
(увеличение или уменьшение) без вме-
шательства человека. Эти факторы
обусловлены нестабильностью сле-
дующих внешних условий, техноло-
гических и конструктивных параме-
тров: 1) размеров и формы заготовок;
2) физико-химических свойств обра-
батываемых материалов; 3) темпера-
туры и влажности окружающей среды;
4) режимов обработки; 5) усилий
обработки; 6) температуры и свойств
рабочих жидкостей и газов; 7) жест-
кости системы станок—приспособле-
ние-инструмент—деталь	СПИД;

74
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
8) скоростей рабочих и холостых пере-
мещений; 9) конечных положений
механизмов (их позиционирования);
10) коэффициентов трения; 11) взаим-
ного расположения конструктивных
элементов; 12) воспроизведения упра-
вляющих программ и т. д.
Характерная особенность моно-
тонно действующих, необратимых
факторов заключается в том, что ха-
рактеризующие их числовые значения
могут изменяться в процессе эксплуа-
тации машин (только увеличиваться
или уменьшаться). Этот процесс может
быть остановлен человеком или ис-
пользованием специальных компенси-
рующих механизмов. Необратимые
факторы целесообразно различать по
интенсивности изменения характери-
зующих числовых значений (высокой,
средней и малой интенсивности), хотя
такое деление и является условным.
К числу необратимых факторов отно-
сятся: 1) износ инструмента; 2) раз-
регулирование механизмов и устройств;
3) засорение и загрязнение рабочей
зоны; 4) ухудшение свойств рабочих
жидкостей и газов; 5) утечки жидко-
стей и газов; 6) приработка поверх-
ностей; 7) износ деталей и сопряже-
ний; 8) снижение сопротивления уста-
лости;. 9) коррозия; 10) изменение
формы (коробление) и физико-хими-
ческих свойств (старение) конструк-
ционных материалов; И) изменение
квалификации обслуживающего пер-
сонала; 12) улучшение организации
обслуживания и др. Большинство
из этих факторов, способствующих
возникновению отказов в работе ма-
шин, обусловлено внешними воздейст-
виями на машину в процессе ее экс-
плуатации, влиянием различных ви-
дов энергии (механической, тепловой,
химической, электромагнитной).
Систематические и циклически дей-
ствующие факторы определяют ве -
роятность возникновения параметри-
ческих отказов и отказов элементов,
начиная с момента ввода автомата или
линии в эксплуатацию. При каждом
очередном срабатывании машины чис-
ловые значения циклически действу-
ющих факторов (нестабильность и др.)
получаются как реализация случай-
ных величин. Благоприятное сочетание
числовых значений этих случайных
величин обеспечивает заданные усло-
вия взаимодействия и нормальное
срабатывание машины; неблагоприят-
ное их сочетание означает отказ, когда
либо не выполняется какой-либо эле-
мент рабочего цикла машины, либо
выдается некачественная продукция.
Действие необратимых, монотонно
действующих факторов любой интен-
сивности приводит к увеличению цик-
лической нестабильности определяю-
щих параметров технологического
процесса и конструкции: ухудшению
точности позиционирования и взаим-
ного расположения конструктивных
элементов, увеличению мгновенного
поля рассеяния размеров, диапазона
рассеяния рабочих усилий, опорных
реакций, коэффициентов трения, сни-
жению жесткости узлов и т. д. Все это
увеличивает вероятность возникнове-
ния отказов при каждом срабатывании
машины, ее очередном рабочем цикле.
Исключение составляют такие фак-
торы, как приработка базовых поверх-
ностей, повышение квалификации
обслуживающего персонала, улучше-
ние организации обслуживания и ре-
монта и др., которые способствуют
сокращению числа отказов в работе.
Причины многих отказов в работе
автоматов и АЛ заключаются в непол-
ном замещении функций человека меха-
низмами, что необходимо учитывать
при проектировании путем проведения
хронометража работы человека на
операциях, подлежащих автомати-
зации. Результаты сводятся в таблицы.
В.качестве примера в табл. 10 приве-
дены данные по операциям ручного
обслуживания рабочим-оператором
полуавтоматов в поточных линиях для
колец роликовых подшипников.
За смену в среднем выполняется
620 рабочих циклов. Как видно из
табл. 11, в среднем через каждый
третий цикл рабочий производит
очистку шпинделей, суппортов, ин-
струментов от стружки; каждый ше-
стой цикл — снятие заусенцев и т. д.
Если при создании автоматической
линии посредством конвейеров и авто-
матических манипуляторов предпола-
гается автоматизировать только за-
грузку-выгрузку и межстаночное
транспортирование возникает высокая
интенсивность отказов из-за несраба^

показатели НАДЕЖНОСТИ
75
10. Число операций ручного
обслуживания за смену
Наименование операций обслуживания	Число операций за одну смену (в среднем)
Загрузка и съем заготовок	620
Межстаночная транспорти-	140
ровка заготовок Визуальный осмотр загото-	620
вок Измерение размеров обра-	160
ботанных колец Снятие заусенцев	107
Очистка рабочей зоны от	200
стружки Уборка стружки из корыта	2
станка Укладка колец в тару	145
тывания механизмов автоматизации
(манипуляторов, транспортеров), воз-
растания поломок инструментов, более
частых выходов из строя механизмов и
устройств, удовлетворительно рабо-
тающих при наличии человека у станка
(зажимные механизмы, контрольные
устройства, суппорты, инструменталь-
ная оснастка и т. д.).
Надежность АЛ — комплексное
свойство, которое включает безотказ-
ность линии в работе, ее ремонтопри-
годность и долговечность. Безотказ-
ность автоматической линии и ее эле-
ментов (станков, механизмов и уст-
ройств, приспособлений и инструмен-
тов, аппаратуры управления) — это
способность сохранять непрерывно
работоспособное состояние в течение
некоторого времени или некоторой
наработки. Чем реже отказы в работе
линии и отдельных элементов, тем
выше безотказность. Как показывают
практика эксплуатации и специально
проводимые исследования, безотказ-
ность в процессе эксплуатации в об-
щем случае ухудшается, несмотря ца
наличие восстанавливающих ремонтов,
межремонтного обслуживания и на-
ладки, вследствие старения конструк-
ционных материалов, износа, корро-
зии и т. д.
Чем медленнее идет процесс ухуд-
шения показателей безотказности, тем
выше долговечность, под которой по-
нимают свойство АЛ сохранять рабо-
тоспособность до наступления пре-
дельного состояния, определяемого
физическим или моральным износом.
Под ремонтопригодностью АЛ под-
разумевают ее приспособленность
к предупреждению и обнаружению
отказов и повреждений, к восстанов-
лению ее работоспособности путем
технического обслуживания и ремонта.
Чем меньше время обнаружения и
устранения возникающих отказов,
тем выше ремонтопригодность линии.
Таким образом, все основные поня-
тия и определения, а также количест-
венные показатели надежности свя-
заны с понятием отказа, под которым
подразумевается нарушение работо-
способности АЛ.
Работоспособность или неработо-
способность многоучастковых или
многопоточных АЛ является сложной
категорией. Полная работоспособность
АЛ означает, что функционируют все
ее подсистемы, машины и агрегаты и
выдается годная продукция на всех
выпускающих позициях. Частичная
неработоспособность характеризуется
тем, что часть агрегатов продолжает
работать и выпускать продукцию, не-
смотря на отказ остальных, а полная
неработоспособность — тем, что год-
ная продукция вообще не выдается,
несмотря на обеспечение линии всем
необходимым для работы (заготовки,
обслуживающий персонал, инструмент,
электроэнергия). Частично работо-
способная линия выдает годную про-
дукцию, но с меньшей производитель-
ностью, т. е. имеет эффективность
ниже обычной. Для очень сложных
автоматических линий частичная ра-
ботоспособность в процессе функцио-
нирования встречается наиболее ча-
сто, одновременная безотказная ра-
бота всех агрегатов — крайне редко.
Под показателями надежности в ра-
боте подразумеваются величины, ко-
торые характеризуют либо одно из
свойств надежности, например только
безотказность или только ремонто-
пригодность (единичные показатели),
либо несколько свойств надежности
в совокупности (комплексные показа-
тели). Единичные показатели надеж-
ности делятся на показатели безотказ-
ности, восстанавливаемости и долго-
вечности. Так как все явления, свя-

%
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
занные с появлением и устранением
отказов, носят случайный характер,
показатели надежности имеют вероят-
ностный смысл.
Наиболее употребительные пока-
затели надежности при проектирова-
нии АЛ следующие.
Параметр потока отказов
со — средняя частота отказов. В веро-
ятностном смысле параметр потока
отказов есть плотность вероятности
возникновения отказа линии или лю-
бого из ее элементов, определяемая
для рассматриваемого момента вре-
мени.
Вероятность безотказной
работы Р течение некоторого про-
межутка времени /, выраженного в
календарном времени или числе рабо-
чих циклов. Зависимость Р от продол-
жительности времени t называется фун-
кцией надежности Р (t). По определе-
нию Р (0) = 1,0, т. е. объект должен
включаться всегда в исправном со-
стоянии; Р (оо) = 0, т. е. не сущест-
вует объектов, которые могли бы ра-
ботать бесконечно, без единого от-
каза.
Средняя наработкана от-
каз /н — отношение наработки авто-
матической линии или ее элемента (про-
должительности «чистой» бесперебой-
ной работы) к числу отказов в течение
этой наработки.
Срок службы N — календарная
продолжительность эксплуатации
линии или ее элементов от начала
эксплуатации или ее возобновления
после капитального или среднего ре-
монта до наступления предельного
состояния.
Средний технический ре-
сурс R — средняя суммарная нарабо-
тка линии от начала эксплуатации или
возобновления применения до предель-
ного состояния. В техническом ресурсе
в отличие от срока службы учитывается
только чистое время функционирова-
ния линии, исключая любые паузы,
вызванные организационными при-
чинами.
Гамма-процентный ресурс
— наработка, в течение которой линия
или ее элемент не достигают предель-
ного состояния с заданной вероятнос-
тью. Гамма-процентный ресурс может
назначаться применительно как ко
всему периоду эксплуатации, так и
к периодам между очередными ремон-
тами.
Среднеевремя восстанов-
ления тв — математическое ожидание
длительности восстановления работо-
способности после возникшего отказа.
Интенсивность восстанов-
ления — величина, обратная матема-
тическому ожиданию времени восстано-
вления работоспособности.
Коэффициент готовности
Кг — систематическое ожидание того,
что АЛ или ее элемент окажутся работо-
способными в любой момент, когда тре-
буется их применение по назначению.
Коэффициент технического
использования Кт. и — матема-
тическое ожидание пребывания линии в
работоспособном состоянии с учетом
длительности функционирования и про-
стоев, обусловленных обнаружением и
устранением отказов, техническим об-
служиванием, ремонтами.
Параметр потока отказов со, сред-
няя наработка на отказ /н и вероят-
ность безотказной работы Р (/) яв-
ляются показателями безотказности и
связаны между собой функциональ-
ными соотношениями (например, па-
раметр потока отказов есть величина,
обратная средней наработке на отказ).
При этом наработка может исчисляться
как в абсолютном календарном вре-
мени — минутах, часах (для линий и
их элементов непрерывного действия
или с большими значениями длитель-
ности рабочего цикла), так и в числе
срабатываний, отработанных рабочих
циклов (для1 линий и их элементов
циклического действия с высокой ин-
тенсивностью срабатывания). Напри-
мер, если со = 0,008 отказ/цикл, то
/н = 1/со = 120 цикл/отказ. Это озна-
чает, что при работе данного устройства
отказы возникают в среднем один
раз за 120 циклов, а при каждом
цикле средняя вероятность возникно-
вения отказов будет 0,008, т. е. 0,8 %.
Более сложная зависимость сущест-
вует между /н, со и вероятностью
безотказной работы Р в течение неко-
торого интервала времени t. Чем выше
интенсивность отказов со и меньше
наработка на отказ, тем меньше ве-
роятность того, что через нормиро-
ванный интервал времени t после пуска

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
И '
линия или ее элемент останутся рабо-
тоспособными. Однако количественная
взаимосвязь зависит от тенденций и
закономерностей изменения интенсив-
ности отказов со на протяжении срока
службы.
Наиболее общее выражение, связы-
вающее интенсивность отказов с ве-
роятностью безотказной работы, имеет
вид
оо
— J оз (О d t
Р (/) = е 0	,	(23)
где со (Z) — параметр потока отказов,
переменный по величине в течение
периода времени /, по отношению к ко-
торому рассчитывается вероятность
безотказной работы; е — основание на-
туральных логарифмов.
Функция со (/) означает, что частота
отказов в процессе эксплуатации авто-
матизированных линий не является
постоянной величиной, а функцио-
нально зависит от проработанного
времени. Типовая зависимость пара-
метра потока 'отказов от времени со (/)
для первого межремонтного периода
приведена на рис. И, а. В период
пуска и освоения линии интенсивность
отказов обычно высока из-за неотра-
ботанности конструкции, неосвоен-
ности технологии, недостаточного
знания оборудования обслуживающим
персоналом. Далее следует период
стабильной эксплуатации, когда ча-
стота отказов относительно стабильна
вплоть до наступления периода интен-
сивного износа и старения элементов,
когда частота отказов начинает воз-
растать до момента ввода автомата
или линии в планово-предупредитель-
ный ремонт. Общая длительность всех
трех интервалов эксплуатации машин
как восстанавливаемых систем много-
кратного действия составляет межре-
монтный период N1 (рис. 11, а).
Для невосстанавливаемых элемен-
тов и систем однократного действия,
работающих до первого отказа, зави-
симость интенсивности отказов со (/)
от календарного времени функциони-
рования носит тот же характер (см.
рис. 11, б), так как определяется
теми же факторами. Разница заклю-
чается в том, что возрастание интен-
Рис. 11. Зависимость интенсивности от-
казов от проработанного времени:
а — для восстанавливаемых систем (АЛ);
б — для невосстанавливаемых систем в ра-
диоэлектронике
сивности отказов (со—> сю) означает
приближение к максимальным для
данных элементов срокам службы
(7V = 7?).
На функцию надежности согласно
(23) влияют характер зависимости ча-
стоты отказов от времени со (/), а также
соотношение между календарным вре-
менем функционирования (?Д или 7?)
и временем /тах, необходимым для
снятия достоверных характеристик
безотказности.
Для достоверной оценки математи-
ческого ожидания и закона распреде-
ления случайной величины генераль-
ной совокупности ее значений необ-
ходимы достаточно представительные
выборки с числом реализаций случай-
ной величины 100—150 и более. Для
невосстанавливаемых элементов и си-
стем однократного действия суммар-
ная наработка, т. е. время реализации
всех изменений ©-характеристики, и
рабочий интервал времени, когда на-
бирается необходимый объем статисти-
ческой информации об отказах ^тах,
для функции надежности сопоставимы
(рис. 11, б). Поэтому в математическое
выражение функции надежности Р (t)
необходимо подставить функциональ-

78
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
ную зависимость со от Л Получаются
достаточно сложные математические
модели и специфические распределе-
ния (распределение Вейбулла, Стью-
дента и др.).
Для машин-автоматов и АЛ интен-
сивность отказов даже в периоды ста-
бильной эксплуатации весьма высока,
следовательно, статистические харак-
теристики безотказности могут быть
получены в весьма короткие сроки
/тах (см. рис. 11, а). Так, при длитель-
ности рабочей смены 0 = 480 мин,
коэффициенте технического использо-
вания Кт. и = ОД и среднем времени
безотказной работы = 10 мин
(типовые показатели АЛ) среднее
число отказов линии в смену
со = 0 (1 Ат. и)Кн ~
= 480-0,3/10 = 15 отказ/смена.
Таким образом, статистическая вы-
борка из 150 отказов формируется
уже в течение времени /тах, равного
10 рабочим сменам, или одной недели
эксплуатационных наблюдений. Пер-
вый межремонтный период состав-
ляет для технологического оборудова-
ния 3—5 лет. Эксплуатационные на-
блюдения такой длительности весьма
трудоемки и бесполезны, поэтому на
практике ограничиваются короткими
интервалами наблюдений (длитель-
ностью не более 2—3 недель) /ltiax <
< N±. За это время не могут сущест-
венно измениться ни степень изношен-
ности конструкций, ни старение кон-
струкционных материалов, т. е. те
факторы малой интенсивности, которые
и являются причиной роста интенсив-
ности отказов. Поэтому параметр
потока отказов по результатам экс-
плуатационных наблюдений прини-
мают за условно-постоянную величину
(со = const), которая характеризует
уровень безотказности систем машины и
их элементов для данных интервалов
времени (прежде всего в период ста-
бильной эксплуатации). Безотказность
автоматов и АЛ является мгновенной
характеристикой их надежности. В ре-
зультате формулу (23) можно упро-
стить :
_ t
Р (0 = е~м/ = е .	(24)
Кривая, описываемая данным урав-
нением, называется экспонентой,
поэтому часто говорят об экспонен-
циальном законе безотказности техни-
ческих систем. Данная математическая
модель, основанная на условии стацио-
нарности потока отказов в период на-
блюдения, является простейшей. Она
достаточно хорошо согласуется с фак-
тическим распределением для автома-
тов и автоматических линий в период
стабильной эксплуатации.
Экспоненциальный закон распреде-
ления безотказности широко исполь-
зуется как при теоретических иссле-
дованиях, так и при практических рас-
четах вследствие максимальной про-
стоты его математического выражения.
Срок службы N и средний техниче-
ский ресурс Д относятся к показате-
лям долговечности; среднее время вос-
становления тв и обратная ему вели-
чина — интенсивность восстановле-
ния — к показателям восстанавливае-
мости. При этом показатели безотказ-
ности и восстанавливаемости отно-
сятся к мгновенным показателям на-
дежности и оценивают ее уровень в кон-
кретные моменты эксплуатации. Та-
кой же характер имеют и комплексные
показатели надежности: коэффициент
готовности Аг и коэффициент техниче-
ского использования Кт. и- По опре-
делению Кт. и равен доле времени,
когда АЛ и ее компоненты работают
при обеспечении всем необходимым
(при этом учитываются только собст-
венные потери на обнаружение и уст-
ранение отказов, техническое обслу-
живание и т. д.).
Коэффициент технического исполь-
зования определяют по (8).
Выражая внецикловые потери через
показатели безотказности и восстанав-
ливаемости, получим
Вс ~ сотв = тв//н; Кт. и =
= ’/о+лг) =/н/(/н + ^в)- (25)
Коэффициент технического исполь-
зования является показателем произ-
водительности автоматических линий
и их надежности в работе.
Расчет требуемых показателей на-
дежности производится обычно перед
этапом приемо-сдаточных испытаний.

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
79
Рассчитываются минимально допусти-
мые значения коэффициента техниче-
ского использования линии в целом и
встроенного оборудования, а также
минимально допустимые значения
средней наработки на отказ.
В процессе проведения приемо-сда-
точных испытаний у заказчика (см.
гл. 7) длительность рабочего цикла,
количество встроенного оборудования,
вместимость накопителей и другие
факторы производительности известны.
Поэтому основным исследуемым факто-
ром, от которого зависит, будет ли ли-
ния обеспечивать заданную произво-
дительность, является коэффициент
технического использования.
Минимально допустимое значение
Ла. л min = Яг7ц/(60рЛдЛзаг), (26)
где 77г — заданная в техническом зада-
нии годовая программа выпуска изде-
лий, шт/год; р — число изделий, вы-
даваемых линией за один цикл, шт.;
Тц — фактическая длительность ра-
бочего цикла линии или его выпуск-
ного участка, мин; Лд — плановый
годовой фонд времени работы линии, ч;
Л3аг — ожидаемый коэффициент за-
грузки линии в процессе ее производ-
ственной эксплуатации.
По заданному значению Ла. л min
допустимые значения коэффициентов
технического использования встроен-
ных станков с учетом структурных
характеристик линии рассчитываются
по формуле
Лт. и min =	71	77	,
1 [	*1	^а. л min) пу
К&. л min^Y
(27)
где q — число станков (рабочих пози-
ций) в линии; пу — число участков-сек-
ций, на которое разделена линия;
у — коэффициент возрастания про-
стоев из-за ограниченной вместимости
накопителей.
Минимально допустимая средняя
наработка на отказ встроенного в ли-
нию станка
,	_  ^вЛа. л min______qy
н min Тц(1 Ла. л min) ?
[(28)
где тв — среднее время обнаружения
и устранения отказов, мин.
Для расчета допустимых значений
показателей безотказности механиз-
мов и устройств необходимо знать
в каждом конкретном случае число
данных элементов Pi, частоту их сра-
батывания st, а также допустимую долю
простоев данного вида в общих про-
стоях данного станка а/. Расчет ве-
дется по формуле
z“ mln = ~vt х
X	лппп----
Тц (1 Ла. л min)
Например, требуется определить
минимально допустимую стойкость
инструментальных блоков в роторной
АЛ для штамповки мелких изделий.
Число роторов q = 7; линия одноучаст-
ковая (пу = 1); число гнезд р = 6;
длительность рабочей операции /р, вы-
полняемой при повороте ротора на
угол 180°, равна 0,5 с, т. е. длитель-
ность цикла 7Ц = 0,6 с = 0,01 мин.
Время ручной замены инструменталь-
ного блока тв = 2 мин; требуемый
коэффициент технического использо-
вания ЛИНИИ Ла. л min = 0,85; при
этом простои по инструменту не долж-
ны превышать 50 % всех простоев
(<Zf = 0,5). Подстайив все эти значения
в формулу (29), получим /н mln =
= (2,0*6- 1/0,50) (0,85-7/0,01-0,15) =
= 95 000 циклов.
Расчет фактических показателей на-
дежности основан на фактических на-
блюдениях и замерах с последующей
математической обработкой получен-
ных результатов. Фактические наблю-
дения и расчеты фактических показа-
телей надежности механизмов и уст-
ройств в условиях эксплуатации целе-
сообразно совмещать с аналогичными
исследованиями по производитель-
ности. Перед этими исследованиями
необходимо тщательно ознакомиться
с конструкцией и принципом действия
АЛ, методами их наладки и эксплуа-
тации и т. д.
Рассмотрим для примера расчет фак-
тических показателей безотказности
автоматического манипулятора к мно-
гопозиционному автомату. На первом
этапе были проведены фактические на-

80
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
блюдения, в течение которых фиксиро-
вались интервалы безотказной работы
между отказами.
При исследовании работоспособности
было зафиксировано tV0 = 96 отказов
и интервалов безотказной работы,
т. е. 96' реализаций случайной вели-
чины, в следующем порядке: 20, 122,
234, 73, 10, 15, 28, 3030, 28, 496, 441,
43, 880, 612, 1480, 735, 194, 86, 390,
1140, 640, 2700, 820, 530, 850, 84, 173,
61, 780, 145, 40, 680, 42, 1660, 470, 52,
630, 730, 11, 53, 176, 142, 1530, 650, 79,
107, 40, 680, 30, 340, 410, 130, 730,
2057, 50, 450, 685, 100, 158, 380, 518,
89, 17, 20, 1253, 1032, 106, 36, 152, 8,
11, 164,5,2230,97, 1153,462, 1075,774,
69, 207, 66, 5, 11, 555, 280, 40, 714,
469, 189, 744, 91, 1436, 1144, 42, 158.
Как видно, минимальное число циклов,
отработанных манипулятором, соста-
вило всего пять циклов.
Далее проводили систематизацию
данных по интервалам безотказной
работы системы или ее элементов на
основе протоколов хронометража,
в том числе группирование результа-
тов по интервалам. Так, в процессе
исследований работоспособности ма-
нипулятора автомата было зафикси-
ровано 96 отказов. Промежутки без-
отказной работы (число отработанных
циклов между двумя отказами) сгруп-
пированы по интервалам (табл. 11).
Максимальное число циклов /max,
отработанных между двумя отказами,
составило 3030, однако в 47 случаях
из 96 автооператор выходил из строя,
не проработав и 180 циклов. Распре-
деление длительности бесперебойной
работы наглядно выражают в виде диа-
граммы, которая путем «смены шкалы»
может быть пересчитана в диаграмму
плотности вероятности безотказной
работы.
На следующем этапе рассчитывали
среднее число рабочих циклов между
двумя отказами /н и параметр потока
отказов соц:
/н = S Д^/^о.	(30)
1
где п— число интервалов; ДД7—
число случаев, попавших в данный f-й
интервал; ti — середина г-го интер-
11. Распределение периодов
безотказной работы по интервалам
№ интер- вала	Граница интервала	Число случаев
1	0 — 180	47
2	180 — 360	6
3	360 — 540	11
4	540 — 720	9
5	720 — 900	9
6	900—1080	2
7	1080—1260	4
8	1260—1440	1
9	1440 — 1620	2
10	1620—1800	1
11	1800 — 1980	—
12	1980 — 2160	1
13	2160 — 2340	1
14	2340 — 2520	—
15	2520 — 2700	1
16	2700 — 2880	—
17	2880 — 3060	1
18	3060 — 3240	—
19	3240 — 3420	—
20	3420 — 3600	—
вала; Мо — общее число зафиксиро-
ванных отказов.
Все данные берутся из табл. 12:
No = 96; п = 20; равно 47,6,
Пит. д.; ti равно 90, 270, 450 и т. д.
Проведя необходимые расчеты, полу-
чим = 486 циклов. Поток отказов
в рабочих циклах
со = 1//п = 0,00203 = 2,03» 10“3.
Относя показатели безотказности
к календарному времени, получим при
длительности цикла Тц = 4 с
/н = 486- (4/60) = 32,4 мин;
со = 1/32,4 = 0,031 1/мин.
Для оценки достоверности получен-
ных результатов и выявления закона
распределения рассчитывают статисти-
ческую и вероятностную функции на-
дежности. Статистическая функция
надежности также определяется с уче-
том данных табл. 11 по формуле
Р*(7’) = 1- S АЯ7Мо, (31)
1
где i — номер интервала (по табл. 11
i = 1 4- 20); &Ni — число случаев,
попавших в г-й интервал (ДА^ = 47;
Д?/3 = 6; Д7У3 = 11); tV0 = 96 — об-

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
81
щее число случаев. Тогда Р (0) = 1,0;
Р* (180) = 1 — 47/96 = 0,51;
Р* = 1 — (47+ 6)/96 = 0,45.
Вероятностную функцию надежности
рассчитывают в предположении об
экспоненциальном законе ее распреде-
ления по формуле Р (/) = e~wZ с ис-
пользованием данных таблицы пока-
зателей функции е~х. Для манипуля-
тора с со = 2,03-10“3 получим: при
t± = 0 coZi = 2,03- 10“3’0 = 0; Р (0) =
= 1,0; при /2 = 1^0 <о/2 = 2,03 X
X 10“3- 180 = 0,47, Р (180) = 0,58;
при Z3 = 360	= 2,03° 10“* * 3, * *360 —
= 0,94; Р (360) = 0,38.
Значения статистической и вероят-
ностной функции надежности приве-
дены на рис. 12.
Аналогично определяются показа-
тели безотказности со и /н для любых
элементов, подсистем и систем.
Проверка достоверности получен-
ных значений необходима потому, что
объем наблюдений, который достато-
чен для оценки производительности и
надежности системы в целом, может
оказаться недостаточным для досто-
верного определения числовых зна-
чений показателей надежности от-
12. Проверка сходимости
теоретического и фактического
распределений
I
СЦ
5
0
180
360
540’
720
900
1080
1260
1440
100
51
45
33,0
24
14
12
8
5
100
68,0
48,0
33,0
23
16
И
7
5
0	0
17	289
3	9
0	0
1	1
2	4
1	1
1	1
0	0
0
4,25
0,2
0
0,04
0,25
0,1
0,14
0
Рис. 12. Статистическая (а) и вероятност-
ная (б) функции надежности манипулятора
дельных конструктивных элементов,
в том числе манипуляторов.
Степень несовпадения статистической
и вероятностной функций надежности
характеризует достоверность получен-
ных значений, в первую очередь доста-
точность накопленного объема инфор-
мации. Проверим соответствие стати-
стической функции надежности приня-
тому экспоненциальному закону с по-
мощью критерия Пирсона.
В табл. 12 заносим номера интер-
валов, их границы (для которых и
определены значения функции надеж-
ности), а также значения теоретиче-
ской статистической функции надеж-
ности, согласно приведенным выше
расчетам. Для удобства расчетов зна-
чения обеих функций удобно выражать
не в долях единицы, а в процентах.
В графу 2 заносим значения статисти-
ческой функции надежности Р' (/),
в графу 3 — теоретические вероятност-
ные значения Р (/) с округлением до
целых процентов.
Поинтервальная проверка по кри-
териям согласия дает хорошие резуль-
таты только тогда, когда число слу-
чаев, попавших в данный интервал,
не менее четырех-пяти. Поэтому число
интервалов сокращают, объединяя
числовые значения крайних интерва-
лов в один или опуская их. Так, в ин-
тервалах (см. табл. 12), начиная с де-
сятого, содержится либо один случай
попадания в интервал, либо ни одного;
поэтому в табл. 13 ограничимся де-
вятью интервалами, которые содержат

82
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
96 % всех отмеченных случаев беспере-
бойной работы. В графу 4 заносим
значения абсолютной разности стати-
стической и вероятностной функций
надежности для каждого из интерва-
лов, в графу 5— квадрат этой разно-
сти. Так, для шестого интервала Р' =
= 14 %, Р = 16 %, абсолютная раз-
ность между ними 2 %, ее квадрат —
4 %. В графу 6 заносим для каждого
интервала значение квадрата разности,
деленное на теоретическое значение.
Так, для шестого интервала
| р' __ р |2/jP = । 14 __ 1б |2/1б
— 4/16 — 0,25.
Суммируя данные графы 6 по всем
интервалам, получаем суммарную
меру расхождения %2 = 4,98.
Число степеней свободы равно числу
интервалов минус число дополнитель-
ных связей — условий, которые необ-
ходимо выполнить. Так как такие усло-
вия не заданы, то число степеней сво-
боды 2г =з 9. Отсюда для %2 = 4,9 и
2г — 9 получим Р — 0,85, т. е. с ве-
роятностью 85 % можно утверждать,
что принятый экспоненциальный за-
кон не противоречит действительности.

Рис. 13. Диаграмма длительности единич-
ных простоев для восстановления манипу-
лятора

Расчет средней длительности еди-
ничных простоев для обнаружения и
устранения отказов производится по
той же методике, что и для средней
длительности безотказной работы:
группирование результатов по ин-
тервалам, расчет среднестатистических
значений и их отклонений, аппрокси-
мация с помощью теоретических рас-
пределений и /г. д. Средняя длитель-
ность единичного простоя рассчиты-
вается по формуле
п
Тв = 2 Д^тг/Л/0,	(32)
1
где No — общее число случаев; ДА?—
число случаев, попавших в данный
интервал (оно может быть выражено
не только в абсолютных величинах, но
и в относительных, например в про-
центах); Тг — середина f-го интервала;
п — число интервалов.
Диаграмма распределения длитель-
ности единичных простоев для восста-
новления манипулятора представлена
на рис. 13; здесь No — 100 %; AAj =
= 27%; ДЛ/2 = 26 % и т. д.; тх =
= 0,25 мин; т2 = 0,75 мин и т. д.
Используя все эти данные, получим
по формуле (32) тв = 1,5 мин.
Для сопоставления конкурирую-
щих вариантов конструкций аналогич-
ного назначения, например автомати-
ческих манипуляторов, достаточно
сопоставить только показатели без-
отказности. Если ставится задача ис-
пользования результатов в расчетах
ожидаемых показателей надежности
вновь проектируемых линий, целесо-
образно иметь числовые значения ком-
плексных показателей: внецикловых
потерь, коэффициента технического
использования и т. д.
Для АЛ в целом и отдельных станков,
встроенных в линию, внецикловые
потери могут определяться непосред-
ственно из баланса затрат фонда вре-
мени. Для отдельных элементов линии
(механизмов, устройств, инструментов,
аппаратуры управления и т. д.), рабо-
тоспособность которых в общем ба-
лансе затрат фонда времени отразить
затруднительно, внецикловые потери

ПОКАЗАТЕЛИ НАДЕЖНОСТИ
83
либо
Bi = tni/l ц.
Так, для манипулятора со = 2,03 X
X 10“3; хв = i ,5 мин; 7Д — 4,0 с.
Тогда
/ш = 1,5-2,03- 10-3/486 =
= 3,06- 10-3 мин/шт
либо
Bt = 3,06- Ю-з-60/4 =
= 4,6- IO"2.
Результаты расчетов количествен-
ных показателей надежности исполь-
зуют главным образом на этапе при-
емо-сдаточных испытаний и на этапе
проработки технического предложе-
ния при проектировании новых линий.
При сдаче-приемке производится со-
поставление фактических показателей
с допустимыми.
Так, например, для манипулятора
согласно расчетам минимально допу-
стимая наработка на отказ должна
составлять min = 900 циклов. Сред-
няя наработка на отказ /н согласно
расчетам по формуле (30) составила
486 циклов. Формально
однако необходимо выяснить с по-
мощью метода доверительных интер-
валов, достаточен ли объем наблюде-
ний (No = 96 отказов) для такой
оценки.
Для расчета границ доверительных
интервалов воспользуемся таблицами,
которые приводятся в работах по тео-
рии вероятностей и математической
статистике. С помощью таблиц для
любого числа наблюдений (/), зная
математическое ожидание случайной
величины, можно определить нижнюю
(%гг2) и верхнюю (хгн) границы дове-
рительного интервала.
Для манипулятора: а)' I = 10;
Ю
У1, Xi = 4056; Xi = 405; по таблицам
1
математической статистики находим
— 9,42; г2 = 0,50; хц\ - 405- 2,42 =
= 980; Xir2 = 405-0,5 = 202; б) i =
15
= 15; J] Xi = 7512; хд — 501; 1\ =
— 2,01; г2 = 0,56; хц\ = 501- 2,01 =
= 1006; Xir2 — 501- 0,56 = 281.
Таким образом, уже после 10—15
зафиксированных отказов с вероят-
ностью 0,99 можно сказать, что сред-
няя наработка на отказ автооператора
будет меньше 1000 циклов. Однако,
так как допустимое значение /н min =
= 900 циклов, исследования необхо-
димо продолжить, обрабатывая резуль-
таты указанным выше методом и рас-
считывая границу доверительного
интервала (л^г) последовательно для
значений i = 25, 30, 35 и т. д.
Результаты расчетов (с использо-
ванием таблиц математической стати-
стики) сведены в табл. 13 и представ-
лены на рис. 14. После 30 отказов с до-
стоверностью, практически равной еди-
нице, можно утверждать, что механизм
не отвечает требованиям к надежности.
Дальнейшие 65 испытаний нужны
13. Расчет доверительных вероятностей при оценке безотказности
i	S xi 1		G	г2	~xirl	
10	4 056	405	2,42	0,50	980	202
15	7 512	501	2,01	0,56	1006	281
20	10 057	503	1,81	0,60	911	302
25	15 597	624	1,68	0,64	1046	400
30	16 840	562	1,60	0,66	900	371
35	19 732	564	1,55	0,68	875	383
40	21 213	531	1,50	0,70	796	372
45	23 790	528	1,46	0,72	771	380
50	24 987	499	1,43	0,73	714	365
55	28 364	515	1,4	0,74	721	381
60	30 137	502	1,38	0,75	693	376

84
ТЁХНИКО-ЖОНОМИЧЁСКИЁ^ ПОКАЗА ТЁЛИ АЛ
Рис. 14. Диаграмма для сопоставления
фактических и допустимых показателей
безотказности
лишь для уточнения фактических
параметров надежности (например,
абсолютной величины средней нара-
ботки на отказ). Следовательно, иссле-
дование надежности показало, что
необходимо провести конструкторско-
технологические мероприятия, на-
правленные на повышение надежности.
Расчет ожидаемых показателей на-
дежности АЛ и их компонентов (меха-
низмов и устройств, инструмента, стан-
ков и участков) базируется исключи-
тельно на обобщении результатов ис-
пытаний на надежность аналогичных
конструкций. При этом показатели
долговечности оцениваются преиму-
щественно по результатам стендовых
испытаний, в том числе — ускорен-
ных; комплексные показатели, а также
в основном показатели безотказности
и восстанавливаемости — по резуль-
татам эксплуатационных исследова-
ний. Эти исследования регулярно про-
водятся ведущими проектно-конструк-
торскими организациями, их резуль-
таты сводятся в специальные таблицы
[7]. В качестве примера в табл. 14при-
14. Показатели надежности в линиях
из агрегатных станков
Выполняемые на станке операции	В	^<т. и
Сверление	0,02 — 0,04	0,96 — 0,98
Фрезерование	0,02 — 0,03	0,97 — 0,98
Расточка	0,02 — 0,04	0,96 — 0,98
Нарезание	0,02 — 0,03	0,97 — 0,98
резьбы Прочие • операции	0,01—0,02	0,98 — 0,99
ведены данные по показателям надеж-
ности однопозиционных агрегатных
станков, встраиваемых в АЛ, в зави-
симости от вида выполняемых опера-
ций.
Такие данные могут быть использо-
ваны при укрупненных расчетах на
этапе технического предложения,
когда анализируются и сопоставляются
структурно-компоновочные варианты,
а конструктивная разработка еще не
начата. Аналогично укрупненно оце-
ниваются потери на техническое об-
служивание: для простых линий
Вт, о = 0,043; для средних Вт. о =
= 0,052; для сложных Вт. о = 0,062.
Если, например, анализируется
проектируемый вариант линии из агре-
гатных станков из рабочих позиций
q — 32, разделенной на три участка
(Пу = 3), ожидаемое значение коэф-
фициента технического использова-
ния АЛ
Кт. И —
Bqy -4- В
-----ц пт# 0
пУ
_______J_____________— о 72
°--°|’32 1,15 + 0,043
О
где В — средние внецикловые потери
одного станка (рабочей позиции) со-
гласно табл. 14; у — коэффициент
возрастания потерь.
На этапах технического проекта и
рабочей документации, когда прора-
ботаны все основные технологические
структурные, компоновочные и кон-
структивные решения по выбранному
варианту проектируемой линии,
расчеты ожидаемой надежности могут
быть выполнены с большим уточнением
с учетом числа элементов и принципа
их действия.
Основные исходные данные для
расчета следующие: 1) потери обору-
дования циклического действия, ко-
торые определяются интенсивностью
отказов в работе и средним временем
обнаружения и устранения отказов,
с учетом элементов данного типа;
2) потери оборудования непрерывного
действия, которые определяются
теми же параметрами; 3) потери на
смену инструментов из-за их затупле-

ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
85
пия, которые определяются временем
обработки каждым инструментом од-
ной детали, временем его замены и
стойкости с учетом числа инструмен-
тов п; 4) потери на смену инструментов
из-за их подналадки, которые опре-
деляются теми же параметрами; 5) по-
тери на аварийную смену инструмента
из-за поломок, которые определяются
теми же параметрами и (дополнительно)
средним числом нормальных циклов
работы, приходящихся на одну по-
ломку; 6) потери из-за технического
обслуживания; 7) потери на перена-
ладку, которые определяются средним
временем переналадки, размером пар-
тии и длительностью рабочего цикла.
Потери всех циклически действую-
щих элементов (механизмов и инстру-
ментов) приводятся к единой форме
(простои на единицу времени безот-
казной работы) через длительность
рабочего цикла Тц. Тогда суммарные
потери Во сблокированной линии или
одного ее участка BQ = ВОб + Вин +
"Т Вт о + Впер-
Для сложных многоучастковых и
многопоточных линий переход к рас-
четному коэффициенту технического
использования линии Ла. л произ-
водится с помощью значений числа
участков пу и коэффициента возрас-
тания внецикловых потерь у с исполь-
зованием методов математического
моделирования, подробно рассмотрен-
ных в гл. 5.
ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ
Среди технологических процессов
машиностроительного производства
только сборка и контроль могут быть
выполнены вручную либо с помощью
простейших ручных приспособлений.
Все остальные процессы (получение
отливок, поковок и штамповок, обра-
ботка резанием и давлением, термиче-
ская обработка и сварка, нанесение
гальванических покрытий) требуют
для своей реализации соответствую-
щего технологического оборудования.
В простейшем случае это универсаль-
ное неавтоматизированное оборудова-
ние, которое имеет лишь привод и
функциональные механизмы для вы-
полнения технологических процессов
(целевые механизмы рабочих ходов),
а холостые ходы и управление выпол-
няются человеком. Стоимость универ-
сального технологического оборудо-
вания, а также соответствующей тех-
нологической оснастки и инструмента
определяет минимально необходимые
капитальные затраты для выполнения
данного технологического процесса.
Однако при этом велики эксплуата-
ционные затраты на выпуск продук-
ции вследствие большого количества
обслуживающих рабочих.
Любые автоматизированные сред-
ства технологического оснащения,
особенно АЛ, в которые входят разви-
тые транспортно-накопительные си-
стемы, а также системы управления,
требуют более высоких капитальных
затрат, т. е. дополнительных затрат
сверх минимально необходимых. При
этом за счет сокращения количества
обслуживающих рабочих и повышения
производительности обеспечивается
экономия на эксплуатационных затра-
тах, что позволяет окупить дополни-
тельные затраты и обеспечить их эффек-
тивность.
Таким образом, показатели экономи-
ческой эффективности определяются
путем сопоставления по вариантам
капитальных и текущих эксплуата-
ционных затрат с учетом масштабов
выпуска продукции.
Рассмотрим основные экономические
показатели АЛ и методы их определе-
ния при проектировании.
Капитальные вложения при созда-
нии АЛ в- общем случае включают как
новые капитальные вложения, так и
часть действующих основных фондов по
восстановительной стоимости, если
при этом применяется и действующее
оборудование. В состав новых капи-
тальных вложений входит стоимость
нового оборудования и средств управ-
ления, включая затраты на транспор-
тирование, монтаж и наладку, стои-
мость строительства зданий и соору-
жений, необходимых для данного обо-
рудования, а также стоимость модер-
низации имеющегося оборудования.
Источниками финансирования мо-
гут быть фонды развития производства,
кредиты Госбанка, средства из фонда
освоения новой техники, амортиза-
ционные отчисления и т. д.

86
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
Расчеты ожидаемых капитальных
вложений, как и других технико-
экономических показателей, выпол-
няются в процессе проектирования
неоднократно; их достоверность за-
висит от степени проработанности-тех-
нических решений, т. е. от того, на
каком этапе проектирования эти рас-
четы выполняются.
При выполнении предварительных
расчетов стоимости специального обо-
рудования, а также затрат на его мо-
дернизацию ориентируются на прото-
типы этого оборудования с соответ-
ствующими корректировками параме-
тров. На этапах выполнения конструк-
торских работ ожидаемая стоимость
специального оборудования может быть
укрупненно рассчитана с использова-
нием ориентировочных значений стои-
мости единицы массы оборудования
данного типа. Существуют таблицы
[1], в которых для единицы массы
оборудования даются укрупненные зна-
чения стоимости с дифференциацией
по статьям затрат (монтаж, транспорти-
рование). Для корректировки ожидае-
мой стоимости, учитывая несовпадение
всех характеристик проектируемого
оборудования, можно применять ме-
тоды математической корреляции, ко-
торые еще недостаточно разработаны.
Задача упрощается, если АЛ ком-
понуется из типового технологического
и вспомогательного оборудования и
унифицированных узлов, стоимость ко-
торых можно найти в ценниках, спра-
вочниках и каталогах.
Так как все экономические расчеты
производятся применительно к одина-
ковому годовому выпуску продукции
для всех сравниваемых вариантов АЛ,
полученную величину капитальных
вложений на АЛ необходимо скоррек-
тировать с помощью коэффициента
относительной производительности
сравниваемых вариантов.
Стоимость зданий и сооружений рас-
считывают исходя из занимаемой пло-
щади согласно проекту и нормативным
данным по стоимости 1 м2 площади
в соответствии со сметными нормами.
При этом площадь должна опреде-
ляться не только габаритами обору-
дования, но и проходами, проездами,
вспомогательными помещениями и
Т. д.
При создании сложного автомати-
зированного' оборудования [особенно
АЛ и автоматизированных технологи-
ческих комплексов (АТ К)] необхо-
димо проводить научно-исследователь-
ские работы (НИР) и опытно-конструк-
торские разработки (ОКР). Предпро-
изводственные затраты на их выполне-
ние включаются полностью или ча-
стично в состав новых капитальных
вложений и учитываются при оценке
экономической эффективности.
При внедрении автоматических ли-
ний на действующих предприятиях
должен решаться вопрос об исполь-
зовании рапсе действовавшего, заме-
няемого оборудования, которое может
быть либо ликвидировано (списано),
либо использовано для других целей.
В первом случае неамортизированная
остаточная стоимость списываемого
оборудования плюс расходы по его
демонтажу должны быть прибавлены
к новым капитальным вложениям.
Себестоимость выпускаемой продук-
ции может быть рассчитана в процессе
проектирования по отношению как
к годовому выпуску в целом (годовые
эксплуатационные затраты), так и к еди-
нице изделий. Производственная себе-
стоимость включает: 1) стоимость ис-
ходных материалов; 2) стоимость по-
луфабрикатов и покупных изделий;
3) стоимость топлива и энергии; 4) за-
работную плату производственных ра-
бочих с дополнительной зарплатой и
отчислениями на социальное страхо-
вание; 5) расходы на подготовку и
освоение производства новых видов
продукции; 6) расходы на содержание
и эксплуатацию оборудования; 7) стои-
мость потерь от брака; 8) цеховые рас-
ходы; 9) общезаводские расходы и т. д.
При расчетах экономической эффектив-
ности автоматических линий по сравне-
нию с другими конкурирующими ва-
риантами линий того же технологиче-
ского назначения определяют обычно
технологическую себестоимость и не
учитывают общецеховые и общезавод-
ские расходы, на которые изменение
оборудования отдельных участков су-
щественного влияния не оказывает.
Прежде чем приступить к расчетам
себестоимости, целесообразно проана-
лизировать все статьи и учитывать
только изменяющиеся в данном кон-

ПОКАЗАТЕЛИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
87
кретном случае. Так, если внедрение
АЛ взамен поточной не связано с су-
щественным изменением характера за-
готовок, технологических методов и
маршрутов обработки, удельные за-
траты на обрабатываемые материалы
(на единицу изделия) не изменятся
и их можно исключить из рассмотрения
и рассчитывать только технологиче-
кую себестоимость (себестоимость об-
работки). В тех случаях, когда вне-
дряются прогрессивные материалы, за-
готовки или технологические методы,
стоимость основных материалов рас-
считывают, исходя из их расхода
и стоимости единицы массы или объема,
с помощью соответствующих прейску-
рантов или ценников. При этом необ-
ходимо учитывать транспортно-заго-
товительные расходы, расходы на под-
готовку материалов, а также стоимость
отходов (стружка, бой стекла, облой,
литники и т. д.).
Затраты на покупные изделия, полу-
фабрикаты рассчитывают на проектной
стадии в соответствии с нормами рас-
хода и действующими ценами согласно
прейскурантам, заводским ценникам
и т. д. Аналогично рассчитывают рас-
ходы на технологическое топливо, газ,
сжатый воздух, химические реактивы.
Заработную плату производственных
рабочих (наладчиков, операторов, вспо-
могательных рабочих и др.) рассчиты-
вают прежде всего в зависимости от
принимаемой системы заработной пла-
ты (сдельной, повременно-премиальной,
бригадного подряда и т. д.). Формально
расчеты должны производить: для ра-
бочих-сдельщиков — по трудоемкости
продукции, нормам и расценкам, ра-
бочих-повременщиков — исходя из
разряда работы, часовой тарифной
ставки и бюджета времени. Однако бо-
лее достоверными будут проектные
расчеты, в которых учтены нормы
обслуживания и средней достигнутой
заработной платы по каждой категории
работающих. Дополнительную зара-
ботную плату рассчитывают исходя из
основной с помощью коэффициента,
отчисления на социальное страхова-
ние — исходя из основной и дополни-
тельной заработной платы, тоже с по-
мощью коэффициента. В сумме они
составляют обычно 13—15 % основной
зарплаты. При расчете ожидаемого
фонда заработной платы необходимо
учитывать также премии.
Амортизационные отчисления опре-
деляются умножением стоимости основ-
ных производственных фондов (обору-
дование, здания, сооружения) на нор-
мативный коэффициент амортизации,
величина которого зависит от типа
оборудования и сменности работы. Так,
для автоматических линий при двух-
сменной работе процент годовых амор-
тизационных отчислений составляет
12,2%. На технические устройства
стоимостью менее 50 р. и со сроками
службы менее года амортизационные
отчисления не делаются. Нормы амор-
тизационных отчислений приведены
в [1]. За счет фонда, образованного
из амортизационных отчислений, фи-
нансируются капитальный и средний
ремонты, а также приобретение нового
оборудования взамен списываемого.
Стоимость текущего ремонта и меж-
ремонтного обслуживания (осмотры,
профилактика, смазка и т. д.) включает
заработную плату ремонтников, стои-
мость запасных частей и вспомогатель-
ных материалов (эмульсия, смазка) и
т. д. Согласно официальным методикам
затраты на эти виды работ следует рас-
считывать исходя из числа ремонтов,
числа единиц ремонтосложности каж-
дого объекта и нормативных значений
затрат на единицу ремонтосложности.
Однако такой метод громоздок; он
применим главным образом к действу-
ющему оборудованию, при этом рас-
ходы на единицу ремонтосложности
устанавливаются или корректируются
самими предприятиями, зачастую весь-
ма субъективно. Поэтому при проекти-
ровании, особенно на начальных его
этапах, целесообразно рассчитывать
ожидаемые текущие затраты по анало-
гии с амортизационными: умножением
стоимости оборудования на коэффи-
циент текущих затрат, который можно
принимать для автоматических линий
равным 0,06—0,08; для зданий и со-
оружений 0,04—0,05.
Расходы на электроэнергию на про-
ектной стадии рассчитывают исходя
из мощности электродвигателей или
источников нагрева, их загрузки во
времени и стоимости 1 кВт-ч электро-
энергии, а также сменности работы обо-
рудования,

88
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ АЛ
При этом на ранних этапах проек-
тирования, когда конструктивные ре-
шения еще не проработаны и проектные
циклограммы отсутствуют, можно при-
нимать укрупненно коэффициент ис-
пользования мощности электродвига-
теля или нагревательного устройства:
по мощности 0,8; по времени исполь-
зования в течение смены 0,7. При
проектировании оборудования с ин-
тенсивными нагревательными 'процес-
сами можно непосредственно рассчиты-
вать расходы по удельным затратам
электроэнергии на 1 т обрабатываемых
материалов [1].
Расчеты ожидаемых расходов на
инструмент являются наиболее гро-
моздкими и трудоемкими. Фактически
они зависят от видов инструментов,
их количества и стоимости по каждому
виду, стойкости, возможности и коли-
чества переточек, стоимости переточек.
При проектных расчетах достоверные
данные по большинству этих параме-
тров отсутствуют или не являются
достоверными, поэтому можно исполь-
зовать укрупненные данные о стоимо-
сти одной станко-минуты эксплуатации
инструмента, что значительно упро-
щает расчеты.
По большинству статей себестоимо-
сти расчеты позволяют получить не-
посредственно величину годовых экс-
плуатационных затрат С. Аналогичные
расчеты могут быть выполнены для
любого из вариантов производства:
действующего или проектируемого.
Каждый из вариантов будет отличать -
Рис. 15. Диаграмма сопоставления капи-
тальных и текущих затрат для АЛ и базо-
вого варианта
ся, кроме того, капитальными затра-
тами К и производительностью Q.
Расчеты и сопоставления величин Ki,
Ci, Qi по вариантам позволяют перейти
к оценке показателей абсолютной и
относительной экономической эффек-
тивности новой техники. Основным
директивным документом в этом слу-
чае является методика определения
экономической эффективности исполь-
зования в народном хозяйстве новой
техники, изобретений и рационализа-
торских предложений. Согласно ме-
тодике годовой экономический эффект
представляет собой суммарную эконо-
мию всех производственных ресурсов
(живого труда, материалов, капиталь-
ных вложений), которую получает
народное хозяйство в результате про-
изводства и использования новой тех-
ники, и которая в конечном счете вы-
ражается в увеличении национального
дохода.
Показатели абсолютной экономиче-
ской эффективности определяются пу-
тем сопоставления выпущенной про-
дукции в стоимостном или натураль-
ном выражении с затратами, необходи-
мыми для производства этой продукции.
Показатели сравнительной экономиче-
ской эффективности определяются
путем сопоставления капитальных и те-
кущих эксплуатационных затрат по
базовой и новой технике, а также по
вариантам новой техники.
В качестве базового варианта прини-
мается либо действующая, заменяемая
техника, либо вариант новой техники,
технически наиболее простой и деше-
вый (KJ, с годовыми эксплуатацион-
ными затратами С±. Второй анализируе-
мый вариант, например проектируемая
автоматическая линия, как правило,
требует более значительных капитало-
вложений (К2> Ki), но обеспечивает
экономию на эксплуатационных за-
тратах (Cj> С2).
Если суммировать капитальные за-
траты с текущими затратами в течение
ряда лет (рис. 15), то первоначальный
перерасход /<2—К± постепенно сокра-
щается благодаря ежегодной экономии
Cj—С2 таким образом, что через t лет
суммарные затраты по обоим вариантам
уравниваются: К± +
К2 — Ki = t (С\ — С2). Для того что-
бы второй вариант был экономически

показатели экономической эффективности

более выгодным, необходимо, чтобы
сроки службы ?7СЛ превышали срок t
(А/сл>0> однако этого недоста-
точно; необходимо, чтобы дополнитель-
ные капиталовложения Д/С=/С2—Ад не
просто окупались и обеспечивали итого-
вый выигрыш в суммарных затратах на
производство одинакового количества
продукции за сроки службы, но и име-
ли эффективную отдачу не ниже неко-
торой заданной, нормативной.
Ниже приведены важнейшие пока-
затели сравнительной экономической
эффективности:
срок ' окупаемости дополнительных
ка п ита л овл ожен и й
t = (/<2-0(^-0,);
коэффициент эффективности допол-
нительных капиталовложений
Е = (Сх - С2)/(К2 -	= 1//;
приведенные затраты
3 = KiEn + Cr,
годовой экономический эффект, т. е.
разность приведенных затрат,
Критерии экономической эффектив-
пости однозначно определяют наиболее
экономичный вариант. Так, второй
вариант признается более экономиче-
ски эффективным, если сроки окупае-
мости не просто меньше сроков службы
(t < МСл), НО и не превышают мини-
мально допустимых, нормативных. Со-
ответственно коэффициент эффектив-
ности дополнительных капиталовложе-
ний должен быть больше допустимого,
нормативного. Согласно официальным
методикам для машиностроительного
оборудования эффективность дополни-
тельных капиталовложений должна
быть не менее 15 % (Ен = 0,15).
Соответственно нормативный срок оку-
паемости, т. е. величина, обратная
коэффициенту эффективности капитало-
вложений, составит 6,6 лет.
Недостаток критериев сроков оку-
паемости и коэффициента эффектив-
ности заключается в том, что по форму-
лам можно сопоставить лишь два ва-
рианта. В случаях, когда
С± Ф С2, возникают затруднения, так
как критерии t и Е принимают значе-
ния, равные нулю или бесконечности.
Поэтому более удобным является срав-
нение по приведенным затратам 3i
результат всегда положителен; легко
можно сопоставить любое число вари-
антов. Самым эффективным вариантом
признается тот, у которого числовое
значение приведенных затрат будет
минимальным: 3min= (7<iEH + Ci)mln-
Годовой экономический эффект Э
есть разность приведенных затрат..
Критерием эффективности новой тех-
ники являётся условие 32 < т. е,
Э> 0.
Граничные условия равновыгодно-
сти сравниваемых вариантов по всем
критериям равнозначны. Если сроки
окупаемости дополнительных капита-
ловложений и коэффициент эффектив-
ности численно равны нормативным,
приведенные затраты по сравниваемым
вариантам одинаковы и годовой эко-
номический эффект равен нулю.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Васильев Г. А. Экономическая эф-
фективность комплексной автоматизации
производства. М : Экономика, 1978. 191 с,
2	Волчкевич Л. И., Кузнецов М. М.,
Усов Б. А. Автоматы и автоматические
линии. М.: Высшая школа, 1976, т. lg
230 с.
3.	Клусов И. А. Технологические си->
стемы роторных машин. М.: Машинострое-
ние, 1976. 232 с.
4.	Кузнецов М. М., Волчкевич Л. И.,
Замчалов Ю. П, Автоматизация производ-
ственных процессов. М.;. Высшая школа,~
1978. 432 с.
5.	Методика( основные положения)
определения экономической эффективности
использования в народном Хозяйстве но-
вой техники, изобретений и рационали-
заторских предложений. М.: Экономика,
1977. 216 с.
6.	Справочник технолога-машинострои-
теля. М.: Машиностроение, 1972. Том I,
230 с.
7.	Ящерицын П. Н., Плашей Г. И.,
Конюх А. И. Количественная оценка на-
дежности и производительности автомати-
ческих станочных линий на стадии проекти-
рования. Минск:БелНИИНТИ, 1972. 55 с.

Г л а в a 4. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ПРЕДПОСЫЛКИ И ЗАДАЧИ
АВТОМАТИЗАЦИИ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЗЛОВ
И СИСТЕМ АЛ
Процесс проектирования систем АЛ
состоит из большого числа взаимосвя-
занных проектных процедур: поиска,
анализа, оценки, оптимизации и вы-
бора проектного решения. Требования
системного подхода к исследованию
процессов проектирования систем АЛ
позволяют оценить удельный вес каж-
дого этапа конструирования узлов,
механизмов, систем агрегатов АЛ
с точки зрения выполняемых ими функ-
ций, определить характер связей и
отношений между элементами АЛ.
Такой подход позволит представить
процесс проектирования систем АЛ
как сложно-иерархическую систему со
структурно-информационными связями
и топологией. Каждая ступень иерар-
хии отражает уровень детализации
проектного решения или входящих
в этап проектирования составляющих
компонентов конструкторского реше-
ния. Основными компонентами этой
сложно-иерархической системы яв-
ляются структура, функция, состояние,
связь, элемент, отношение, управление,
передача, энергия и т. д.
Структура процессов проектирова-
ния систем АЛ характеризуется сово-
купностью моделей и алгоритмов, опи-
сывающих информационные, логиче-
ские и функциональные связи проект-
ных процедур, а также совокупностью
взаимосвязанных стадий разработки,
отличающихся друг от друга различной
степенью формализации и детализации
проектных решений. Таким образом,
иерархическая структура процесса про-
ектирования систем АЛ позволяет
определять отношения вхождения
одних компонентов в другие, их ин-
формационную и логико-функциональ-
ную связь, а также описывать алгоритм
процесса конструирования систем АЛ
на различных этапах (разработка тех-
нического задания, технического пред-
ложения, технического проекта, рабо-
чего проекта).
Рассматривая творческую деятель-
ность конструктора с точки зрения
возможности ее формализации и соот-
ветственно дальнейшей автоматизации
на различных этапах проектирования
систем АЛ, следует выделить следую-
щие отличительные ее особенности:
имеется большое количество проект-
ных процедур, в процессе которых
конструктор с его способностью абс-
трактного и ассоциативного мышления,
интуиции и приобретенным опытом опе-
ративнее и наиболее экономичным
способом проводит поиск, анализ, син-
тез и принимает проектное решение;
имеется большое количество часто
повторяемых, установившихся проект-
ных процедур, операций, расчетов и
условий согласований со смежными
подразделениями, когда конструктор
на базе требований руководящих ма-
териалов, ГОСТов, ОСТов и других
нормативно-справочных документов
принимает принципиальное решение;
в таких случаях проектные процедуры
целесообразнее формализовать в виде
или установившегося жесткого алго-
ритма принятия решения и соответ-
ствующего этому алгоритму пакета
прикладных программ системы авто-
матизированного проектирования
(САПР) АЛ, или в виде интерактивных
взаимодействий конструктора и си-
стемно-программных средств САПР
АЛ;
есть задачи в деятельности конструк-
тора, не поддающиеся алгоритмиза-
ции, или их алгоритмизация экономи-
чески нецелесообразна; такие задачи
необходимо реализовать в виде итера-
ционных действий конструктора и
системно-программных средств САПР
с максимальным использованием диало-
говых процедур;
имеются задачи, которые не требуют
активного участия конструктора в их
решении; по данным, которые устанав-
ливает сам конструктор (или смежная

СТРУКТУРА САПР АЛ
91
функциональная подсистема), систем-
но-программные средства автоматиза-
ции оперативнее и качественнее обра-
батывают эти задачи; к ним относятся:
выполнение расчетов по заранее уста-
новленным закономерностям, составле-
ние табличной и текстовой информации,
составление проектно-сопроводитель-
ной документации и получение с по-
мощью средств САПР АЛ графической
части проекта и т. д.;
есть задачи, решение которых прак-
тически невозможно без системно-про-
граммных средств САПР АЛ; это за-
дачи моделирования систем АЛ для
оценки их надежности и максимального
коэффициента технического использо-
вания, многокритериальной оптими-
зации технических параметров си-
стем АЛ; многовариантного анализа
и синтеза проектируемых узлов и ме-
ханизмов систем АЛ.
Цель разработки и внедрения мето-
дов автоматизированного проектирова-
ния узлов и средств технологического
оснащения АЛ — это повышение ка-
чества проектируемых систем АЛ на
базе широкого использования оптими-
зационных методов, методов матема-
тического моделирования проектируе-
мых узлов и элементов систем АЛ для
улучшения их технико-экономических
показателей; снижение трудоемкости
проектно-конструкторских работ; ис-
пользование системно-программных
средств САПР АЛ и методик поиска
технических патентоспособных реше-
ний при проектировании узлов и
средств технологического оснащения
систем АЛ; создание с помощью си-
стемно-программных средств САПР АЛ
модели процесса проектирования си-
стем АЛ с единой базой данных и
информационными потоками для смеж-
ных функциональных подсистем авто-
матизированной системы технической
подготовки производства систем АЛ
(ведомости спецификаций, ведомости
покупных изделий, управляющие про-
граммы для технологического оборудо-
вания с числовым программным управ-
лением и гибких производственных
систем); создание так называемых ин-
тегрированных систем проектирования,
изготовления и эксплуатации ма-
шиностроительного оборудования;
широкое использование апробирован-
ных конструктивных и технологиче-
ских решений, представленных в виде
алгоритмов и пакетов прикладных про-
грамм САПР АЛ, которые могут быть
типизированы, стандартизованы и ти-
ражированы; улучшение социальных
факторов процесса проектирования уз-
лов и систем АЛ (снижение объемов
рутинных, часто повторяемых опера-
ций, повышение творческого потенциа-
ла конструктора и т. д.); максимальное
использование инвариантных компо-
нентов САПР, представленных в виде
модулей, блоков и пакетов прикладных
программ.
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
Система автоматизированного проек-
тирования автоматических линий
САПР АЛ — это организационно-
техническая система, состоящая из
комплекса системно-программных
средств автоматизации проектирова-
ния, взаимосвязанного с функциональ-
ными подразделениями проектно-кон-
структорской организации, и выпол-
няющая автоматизированное проекти-
рование.
В процессе проектирования систем
АЛ можно выделить функциональные,
временные и пространственные связи
между различными структурными со-
ставляющими процесса проектирова-
ния АЛ. Наиболее удобным матема-
тическим аппаратом, отражающим спо-
собы расчленения и виды взаимосвязи
между их составляющими, является
теория графов и отношений,
Разработка САПР должна осуще-
ствляться согласно общеотраслевым
руководящим методическим материа-
лам по созданию САПР.
Структурное единство САПР АЛ
осуществляется следующими компонен-
тами средств обеспечения САПР: тех-
ническим, математическим, методиче-
ским, информационным, организацион-
ным и программным.
Основными структурными звеньями
САПР являются подсистемы. Подси-
стема САПР — выделенная по некото-
рым признакам часть САПР (функцио-
нальная, управляющая), обеспечивав

92 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
1. Основные подсистемы САПР АЛ
Основные подсистемы САПР АП
Объектно-ориентированные подсистемы
Объектно -
независимые
подсистемы
и.т.д,
Ввод исходных данных
с использованием
диалогового режима
Графическая обработка
и отображение
графических данных
Компоновка
АЛ
Проектирование узлов, элементов и средств
технологического оснащения АЛ
Технология
обработки
на системах
АЛ
Контроль исходных
и промежуточных
данных
вправление
(система генерации
и управления процессом
а втоматизированного
проектирования)
Архивация данных
(исходных,
промежуточных,
выходных )
Вывод данных на
технические средства
САПР АП
Получение на
средствах САПР
проект на*
сопроводительно и
документации
Поиспособления ®	Н есущие	.	Системы
нриспосооления j	cucrnSMbf	|	управления
ППП
Обозначение! ППП пакет прикладные программ»
кидая получения законченных проект-
ных решений и соответствующих про-
ектных документов, удовлетворяющих
заданным требованиям.
Различают объектно-ориентирован-
ные (объектные, узловые) и объектно-
независимые (инвариантные) подси-
стемы САПР (табл. 1).
Объектно-ориентированные подси-
стемы САПР АЛ осуществляют проек-
тирование узла, механизма и средств
технологического оснащения АЛ на
определенной стадии проектирования
(разработка технического предложе-
ния, технического и рабочего проекта).
Объектно-независимыми подсисте-
мами, осуществляющими функции
управления и обработки информации,
являются подсистемы управления
САПР АЛ, диалогового проектирова-
ния, ввода и вывода информации, гра-
фической обработки информации
(представление данных о геометрии,
вывод на графические регистриру-
ющие устройства и т. д.), архива-
ции данных процессов автоматизи-
рованного проектирования.
Структурное единство подсистем
САПР обеспечивается связями между
компонентами различных средств обес-
печения САПР. Структурное объедине-
ние подсистем в систему обеспечивается
связями между компонентами САПР,
входящими в подсистемы.
Структура и основные функциональ-
ные связи средств обеспечения подсц-

СТРУКТУРА САПР АЛ
93
L._____________ _________ J
Рис. 1. Общая структура технического обеспечения САПР АЛ
стемы «Автоматизированное проекти-
рование многошпиндельных коробок
АЛ» (АПШК) приведены в табл. 2.
Компонентами технического обеспе-
чения САПР АЛ являются средства
вычислительной техники, средства пе-
редачи данных, комплексы автомати-
зированных рабочих мест конструкто-
ров, средства микрофильмирования,
измерительные и другие устройства, их
системная увязка в единой многоуров-
невый комплекс, обеспечивающий функ-
ционирование соответствующих под-
систем САПР. Совокупность компонен-
тов технического обеспечения образует
комплекс средств вычислительной тех-
ники САПР АЛ (КСВТ—САПР АЛ)
(рис. 1).
Конфигурации КСВТ САПР АЛ
могут быть основаны на принципах
централизованной и децентрализован-
ной обработки. Целесообразно исполь-
зовать такую конфигурацию КСВТ,
которая позволяла бы на каждом этапе
проектирования систем АЛ иметь до-
ступ к компонентам информационного
и программного обеспечения САПР АЛ,
при этом обеспечивая взаимодействие
конструктора и средств САПР; по-
лучение множества проектных решений
проектируемого узла; анализ, оптими-
зацию и оперативное принятие реше-
ния.
С учетом системного подхода к про-
блеме автоматизированного проекта-
рования систем АЛ конфигурация
КСВТ должна строиться при макси-
мальном обеспечении конструкторов
соответствующими локальными вычис-
лительными мощностями по многоуров-
невому принципу:
I уровень — центральная ЭВМ
с достаточной оперативной и долго-
временной памятью, с соответствую-
щим набором устройств ввода и вы-
вода алфавитно-цифровой и графиче-
ской информации, с процессором ка-
нальной обработки;
II уровень — автоматизирован-
ные рабочие места конструкторов-ма-
шиностроителей (АРМ-М) в комплек-
тации, обеспечивающей автоматизиро-

94 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
2. Структура подсистемы «Автоматизированное проектирование
многошпиндельных коробок АЛ»
Основные компоненты подсистемы АПШК	Средства обеспечения								Основные требования к средствам и компонентам
	§	программные		технические	информационные		организационные		
Руководящие материалы, ГОСТ} ОС Т	/ (ппп\								—
Алгоритмы и пакеты- прикладных программ									Модульности и иерархичности
Технические средства', центральный процессор АРМ-И ‘ дисплей грасрический; графопостроитель ; печатакнцие устройства и т д.	П (/7/7		пт 1 © Ф Ф						К ресурсам по быстродействию, объемам памяти, видам отображаемой и регистрируемой информации ПППит д.
ваза данных с нормативно - справочной информации и соответствующими методами доступа	/г П					1			К структуре, оптимальной производительности, оперативности 'доступа и т. д.
•	1 1								в е
Ответственность персонала за ввод исходных данных и принятие проектного решения	G 1 *							и 1	К инструкциям и стандартам конструкторского бюро
Получение результатов автоматизированного проектирования в виде проектных документов									«—’
									
•									О
Обозначения: М — методическое обеспечение; ППП.^ п — п-й
набор пакетов прикладных программ; Т± . .. k — &-й набор технических средств;
N — информационное обеспечение; 0 — ’организационное обеспечение; Ц — конв
троль,

СТРУКТУРА САПР АЛ
95
К центральной. ЭВМ
Рис. 2. Конфигурация комплекса АРМ-М
ванное проектирование узлов, входя-
щих в АЛ; станции дисплейных ус-
тройств для создания территориально-
разветвленной сети терминалов, рас-
положенных непосредственно в кон-
структорских и функциональных под-
разделениях и осуществляющих диало-
говое взаимодействие;
III уровень — система автома-
тического графического вычерчивания
и получения проектно-сопроводитель-
ной документации на проектируемые
узлы, механизмы и средства технологи-
ческого оснащения и система микро-
фильмирования информации с обработ-
кой микроносителей и получением
документов с микроносителей.
Реализация такой конфигурации
КСВТ должна сопровождаться техни-
ко-экономическим обоснованием по

06 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Рис. 3. Основные компоненть средств микрофильмирования
оценке эффективности и производи-
тельности каждого компонента техни-
ческого обеспечения САПР. Не исклю-
чено использование только локальных
компонентов КСВТ, решающих вполне
определенные задачи и выполняющих
автоматизированное проектирование.
Назначение станций дисплейных
устройств следующее: ввод исходных
данных, редактирование исходных дан-
ных; контроль промежуточных ре-
зультатов, корректировка, получение
справок и выходных документов.
центральной ЭВМ
Рис. 4. Конфигурация системы автомата^
ческого вычерчивания
Автоматизированные рабочие места
конструктора АРМ-М предназначены
для автоматизированного проектиро-
вания узлов, средств технологического
оснащения АЛ в диалоговом режиме
(рис. 2).
Назначение средств микрофильми-
рования следующее: хранение информа-
ции в упакованном виде, оперативный
поиск и доступ, оперативное получе-
ние информации с микроносителей
(рис. 3).
Средства автоматического графиче-
ского вычерчивания предназначены для
получения проектных документов по
требованиям ГОСТов и ЕСКД (рис. 4).
Наиболее часто в процессе автомати-
зированного проектирования систем АЛ
используют диалоговые системы, обес-
печивающие оперативное участие кон-
структора в процессе проектирования.
Для создания систем диалогового про-
ектирования необходимо решить сле-
дующие основные задачи:
в рамках выбранных проектных про-
цедур автоматизированного проекти-
рования произвести рациональное раз-
деление функций между конструктором
и системно-программными средствами
САПР АЛ;
разработать методику диалогового
проектирования, определяющую про-
цесс взаимодействия конструктора с си-
стемой САПР АЛ;
оснастить рабочее место конструкто-
ра специальными техническими сред-
ствами, позволяющими сделать про-

СТРУКТУРА САПР АЛ
97
3. Характеристики компонентов САПР
узлов АЛ
Информацион- ное обеспечение	Объемы (килобай- ты) компонентов САПР узлов систем	
	управ- ления	несущих-
Требуемая память: оперативная ^03 У внешняя Мвн	40 150	180 • 1000
Информация: входная ВОИ нормативно- справочная ней корректирую- щая вки выходная ВИИ документаль- ная ВДИ хранимая ВХИ накапливаемая ВНИ	1 200 40 6 . 1 3 100	10 500 5 20 10 200 50
Программное обеспечение	Режимы обработки компонентов САПР узлов систем	
	управ- ления	несущих
Пакетная обработка Дистанционный ввод заданий Диалоговое проектирование Условия гене- рации ППП Способ запол- нения инфор- мации: входной выходной	+ При уча- стии конструк- тора Таблич- ный Чертежи, схемы	4~ От мони- торной системы Языко- вый Эпюры нагрузок
Техническое обеспечение	Технические пока- затели компонен- тов САПР узлов систем	
	управ- ления	несущих
Быстродействие ЭВМ (тысячи операций в секунду)	V < 600	V < 1000
4 П/р Волчкевича
Продолжение табл. 3
Техническое обеспечение	Технические пока- затели компонен- тов САПР узлов систем	
	управ- ления	несущих
Информацион- ная емкость: графических ' дисплеев (коли- чество адресуе- мых точек по осям х, у) алфавитно-циф- ровых дисплеев’	Не менее 4096 X Х4096 24 стро- ки по 80 символов	4096 X Х4096 48 строк по 80 символов
графопострои- тели (скорость вычерчивания в метрах в минуту)	V < 30	V < 30
Система микро- фильмирования (вид выводимой информации)	Микро- фиша	Микро- фильм
		
Другие виды обеспечений	—	
цесс общения естественным и удобным.
Для наиболее рациональной дета-
лизации САПР АЛ необходимо пред-
варительно определить объемы ин-
формации, требуемые ресурсы всех
компонентов САПР, их количественные
и временные характеристики.
В табл. 3 представлены ориентиро-
вочные данные по двум прикладным
подсистемам (па примере систем управ-
ления и несущих систем). Основные
виды диалогового проектирования
«Конструктор — САПР АЛ» следу-
ющие:
управляющая программа подсистемы
САПР узла АЛ рекомендует конструк-
тору заранее определенный набор дей-
ствий и решений на базе введенных
конструктором исходных данных;
управляющая программа руководит,
конструктор сам с помощью диалоговых

98 автоматизации проектировании Ал и их элементов
процедур генерирует воздействия (ис-
ходные данные, контрольные точки
автоматизированной обработки, точки
«ветвления» информации и т. д.), сам
контролирует промежуточные резуль-
таты:
конструктор руководит системной
организацией необходимых модулей и
компонентов САПР узла АЛ и системы
в целом, сам принимает решения на
промежуточных этапах и дает указа-
ния на продолжение или завершение
автоматизированной обработки.
Функции диалоговых систем про-
цессов проектирования узлов и меха-
низмов АЛ следующие:
обеспечение процедур ввода-вывода
информации на все виды технических
средств САПР АЛ (дисплеи, графо-
построители, устройства печати, ус-
тройства вывода информации на ми-
кроносители и т. д.) в соответствии
с требованиями прикладных задач
САПР АЛ и с безусловным выполне-
нием требований ГОСТов, ЕСКД и
руководящих материалов;
решение объектно-ориентированных
ППП;
редактирование, контроль текстовой
и графической информации на всем
этапе автоматизированной обработ-
ки;
создание комплекса графических об-
разов деталей, узлов АЛ и их функ-
циональных систем, их анализ и син-
тез, моделирование, сопровождение
расчетными процедурами с применением
оптимизационных методов;
вывод результатов автоматизирован-
ного проектирования в смежные под-
системы САПР, а также в централи-
зованные и локальные «базы дан-
ных».
Примерное распределение функций
конструктора и средств САПР узла
электрооборудования АЛ представле-
но в табл. 4.
К компонентам математического обе-
спечения САПР АЛ следует отнести
совокупность математических моделей,
методов и алгоритмов для решения
задач и обработки информации.
Постановка и алгоритм решения
задач заключается в определении:
организационно-экономической сущ-
ности прикладной задачи и состава
информации для ее решения, периодич-
ности и ограничения по срокам вы-
полнения;
проектных процедур, объемов обра-
батываемой при этом информации;
внешних информационных связей с
смежными задачами, периодов обраще-
ния к компонентам САПР АЛ.
Математическая модель проектируе-
мого узла АЛ есть совокупность мате-
матических отношений или условий,
определяющих оптимальное конструк-
тивное решение узла.
К математическим методам и алго-
ритмам решения прикладных задач
САПР АЛ следует отнести количе-
ственные и символико-логические ме-
тоды. Их отличительными признаками
являются редуктивность, синтетич-
ность, формальность.
Алгоритм является систематизиро-
ванным математическим методом реше-
ния . прикладных задач САПР АЛ,
обладающим такими свойствами, как
определенность, массовость, результа-
тивность, технологичность, точность
и др. Важное свойство алгоритма —
эксплуатационная гибкость, позволя-
ющая быстро и удобно вносить изме-
нения. Основные принципы алгорит-
ма — иерархичность, модульность, по-
следовательность формализации.
Компонентами методического обеспе-
чения являются документы, в которых
изложены (полностью или со ссылкой
на первоисточники), теория, методы,
способы, математические модели, спе-
циальные алгоритмические языки для
описания узлов, механизмов АЛ, тер-
минология, нормативы, стандарты про-
ектирования.
Компоненты методического обеспе-
чения рекомендуется создавать на ос-
нове: перспективных методов проек-
тирования, поиска новых принципов
действия и технических решений; эф-
фективных математических и других
моделей проектируемых систем и их
элементов; применения методов много-
вариантного проектирования и опти-
мизации; использования типовых и
стандартных проектных решений; стан-
дартных вычислительных и расчетных
методов; стандартов, прогрессивных
нормативов и технических требований
к узлам, механизмам и средствам тех-
нологического оснащения систем
АЛ.

СТРУКТУРА САПР АЛ
99
4. Распределение функций системно-программных средств САПР
узла АЛ (на примере узла электрооборудования)
Проектные процедуры САПР
узла электрооборудования АП
Вывод
результатов
САПР узла
Ввод исходных даннь/х
Генерация пакета прикладных
программ
Обращение к базе данных
Реализация схемы управления
на базе существующих
электроаппаратов
Решение ППП
Контроль промежуточных
результатов ППП,
корректировка при
необходимости, принятие
решения
Выбор электрических
аппаратов и элементов
силовой защиты
Выдача результатов
автоматизированного
проектирования:
в смежные функциональные
подсистемы; вычерчивание.,
принципиальной электросхемы;
составление спецификаций,
ведомостей; контроль;
составление монтажных
соединений
Формирование проектных
документов
ГД I ГР I сом
СК
ППП БД Монитор
--То
— Ъ
Системы
диалогового
проектирования
. Конструктор
 W
Системно-
'программные
средства САПР
ГД
4-^2
4 Т,мин
4- т.
Обозначения: ГД — графический дисплей; АЦД — алфавитно-циф-
ровой дисплей; СК — сколка; ППП — пакет прикладных программ; БД — база
данных; ГР — графопостроитель; СОМ — система вывода информации из ЭВМ на
микроносители (микропленка, микрофиша); К — конструктор; Тг— Г12 — времена
этапов процесса автоматизированного проектирования; Д — диалоговый модуль.
4-Ъ
К компонентам методического обес-
печения следует отнести также сово-
купность научно-технических терми-
нов и других языковых средств, а так-
же правила формализации естест-
венного языка, включая методы сжа-
тия и развертывания текстов.
При проектировании систем АЛ
используется ряд альбомов, руково-
дящих материалов, в которых пред-
ставлены правила выбора проектного
решения, таблицы с геометрическими
и технологическими характеристиками
проектируемых узлов, механизмов и
средств технологического оснащения
4*
АЛ. Данные руководящих материалов,
требования ГОСТов и ЕСКД в основе
своей являются компонентами методи-
ческого обеспечения САПР АЛ.
Компонентами информационного обе-
спечения являются документы, содер-
жащие описания стандартных проект-
ных процедур, типовых проектных
решений, типовых элементов, комплек-
тующих изделий, материалов и других
данных, а также файлы, блоки данных,
локальные и централизованные базы
данных, их взаимосвязи, обеспечива-
ющие функционирование соответству-
ющих подсистем САПР. Совокупность

100 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И. ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
компонентов информационного обес-
печения образует информационную ба-
зу данных САПР АЛ.
Компоненты информационного обес-
печения должны базироваться на прин-
ципах: максимального использования
серийных технических и программных
средств; гибкой организации и откры-
той структуры, приспособленной к ком-
пиляции и расширению; логической
детализации данных по формальным
признакам; возможности одновремен-
ного использования данных несколь-
кими функциональными подсистемами
САПР АЛ; обеспечения точности стан-
дартных и нормативных данных; раз-
граничения и приоритетности досту-
па защиты файлов, блоков данных
и т. д.
Главный компонент информационного
обеспечения САПР АЛ — создание
базы данных, т. е. комплекса, вклю-
чающего специальные структуры орга-
низации информации, алгоритмов, спе-
циализированных языков, программ-
ные и технические средства, в совокуп-
ности обеспечивающие создание и экс-
плуатацию взаимосвязанных массивов
информации, предназначенных для ре-
шения разнородных задач САПР АЛ.
База данных должна обеспечивать
независимость данных, средства опи-
сания данных, взаимодействие с па-
кетами прикладных задач (включа-
ющие языки), неизбытоцность, за-
щиту данных от несанкционированного
доступа, эффективность функциониро-
вания, удобство доступа к данным
в различных формах взаимодействия.
Информационная совместимость под-
систем САПР заключается в единстве
информационно-поискового языка, в
едином порядке сбора и обработки
информации, а также в применении
однородных показателей, единой си-
стеме классификации и кодирования
технико-экономической информации и
унифицированных систем документа-
ции.
Компонентами организационного
обеспечения САПР АЛ являются ме-
тодические и руководящие материалы,
методики по заполнению исходных
данных и генерация ППП, положения,
инструкции, штатные расписания, ква-
лификационные требования и другие
документы, обеспечивающие взаимо-
действие подразделений проектной ор-
ганизации при создании, эксплуатации
и развитии САПР. Компоненты орга-
низационного обеспечения САПР дол-
жны создаваться на основе: прогрес-
сивных методов организации проекти-
рования; стандартов и нормативных
документов, регламентирующих проек-
тирование; современных методов пла-
нирования и управления; анализа
экономической эффективности и при-
менения форм материального стимули-
рования.
Для обеспечения' эффективности и
качества внедрения САПР АЛ предла-
гаются следующие стадии проведения
разработок:
предпроектные обследования и раз-
работка технического задания (ТЗ
САПР);
разработка технического проекта
(ТП САПР);
разработка рабочего проекта (РП
САПР);
проведение опытной эксплуатации
(ОЭ САПР);
промышленная эксплуатация систе-
мы САПР (ПЭ САПР),
Компонентами программного обес-
печения являются документы с тек-
стами программ, программы на ма-
шинных носителях информации и экс-
плуатационные документы, обеспечива-
ющие функционирование соответству-
ющих подсистем	САПР
(ГОСТ 19675—74).
Программное обеспечение подразде-
ляется на общесистемное и приклад-
ное. Компонентами общесистемного
обеспечения являются, например, опе-
рационные системы (ОС), трансляторы
с алгоритмических языков, эммуля-
торы и супервизоры; компонентами
прикладного обеспечения — пакеты
программ, предназначенные для полу-
чения проектных решений, и про-
граммы ведения информационной базы
САПР АЛ (рис. 5).
Компоненты программного обеспе-
чения рекомендуется создавать с соб-
людением следующих требований:
максимального применения стандарт-
ного и серийного программного обес-
печения;
адаптируемости к различным конфи-
гурациям ЭВМ и их операционным
системам;

СТРУКТУРА САПР АЛ
101
Рис. 5. Основной состав компонентов программного обеспечения САПР АЛ
обеспечения мультипрограммной ра-
боты, режима разделения времени и
реального времени, работы в интер-
активном режиме взаимодействия кон-
структора и средств САПР;
модульного построения, расширения
и обновления;
обеспечения контроля и диагности-
рования;
применения универсальных языков
программирования.
Для реализации функций САПР АЛ
необходимо применять соответству-
ющую конфигурацию управляющей
программы ОС ЭВМ с обработкой
переменного числа задач и систему
с виртуальной памятью. Средства муль-
типрограммирования операционной си-
стемы, позволяющие одновременно ре-
шать несколько задач по обработке
данных подсистем САПР АЛ, дают
возможность этим задачам совместно
использовать ресурсы вычислительной
системы. При работе в мультипрограм-
мном режиме в каждый момент времени
обрабатывается процессором одна за-
дача (активная); выбор активной за-
дачи из списка подготовленных осу-

102 АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Конструкторские и функциональные подразделения бюро
Рис. 6. Структура распределенной информационно-вычислительной сети САПР:
1 — перфокарты; 2 — гибкие диски; 3 — магнитные диски; 4 — алфавитно-цифровой
графический дисплей; 5 — перфолента; 6 — магнитная лента; 7 — устройство ввода
с микроносителей; 8 — алфавитно-цифровое печатающее устройство; 9 — устройство
вывода на микроносителе; 10 — графопостроитель; 11 — устройства аппаратуры пере-
дачи данных.
Примечание. Устройства ввода-вывода информации находятся в конструк-
торских и функциональных подразделениях бюро и создают территориально-разветвлен-
ную сеть терминальных устройств
ществляется на основе приоритета
в соответствии с управляющим алго-
ритмом (рис. 6).
Программа управления данными осу-
ществляет управление операциями
ввода-вывода, первичную обработку
данных, совмещение операций, распре^
деление наборов данных • на томах
внешней памяти, защиту данных от
несанкционированного доступа. Опе-
рационная система имеет каталог, ко-
торый используется средствами управ-
ления данными для идентификации и
поиска любого набора данных. Дан-
ные могут быть представлены запи-
сями фиксированной, переменной и
неопределенной длины. Операционная
система допускает следующие типы
организации набора данных: последо-
вательную прямую, библиотечную,
индексно-последовательную и телеком-
муникационную.
Средства управления данными пре-
дусматривают два способа доступа
к данным: с очередями и базисный.
При реализации САПР АЛ наиболее
эффективно используется система с
разделением времени, которая пред-
полагает диалоговое использова-
ние вычислительной системы не-
сколькими функциональными под-
системами САПР (несколькими

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САПР АЛ	ЮЗ
конструкторами разных функцио-
нальных подразделений). Система ,
разделения времени предоставляет
конструкторам наиболее развитую
форму мультипрограммного режима
работы, реализующего обмен дан-
ными между системами ЭВМ, уда-
ленными абонентскими пунктами с по-
мощью каналов связи и' различных
территориально-расположенных тер-
минальных устройств. Учитывая то,
что процесс проектирования систем
АЛ распределен во времени и про-
странстве, ввод, обработку, анализ и
синтез принимаемых проектных реше-
ний, согласование и трансформацию
данных локальными подсистемами
САПР АЛ, получение выходных про-
ектных документов как на уровне
узла, механизма систем, так и в целом
по АЛ, целесообразнее реализовывать
с использованием операционных систем
с разделением времени. В то же время
не исключается использование таких
традиционных методов обработки, как
централизованная пакетная обработка
и дистанционная обработка заданий.
При создании информационно-вычис-
лительной сети САПР АЛ важное зна-
чение приобретает система создания
и эксплуатации «баз данных», которая
обеспечивает координацию приема и
распределение сообщений и данных
(исходные данные, данные смежным
подразделениям и т. д.), поддержку
связи с разветвленной сетью термина-
лов; запуск по указанию конструкто-
ров соответствующих подпрограмм и
контроль их выполнения (при необ-
ходимости и повторный запуск, кор-
ректировку исходных данных); обес-
печение оптимальной производитель-
ности программного обеспечения си-
стемы САПР АЛ; эффективное управ-
ление.всеми выполняемыми программа-
ми общей базы данных; обеспечение
посредством мониторной системы авто-
матического повторения операций и
определенных ветвей прикладных про-
грамм САПР АЛ; обеспечение быстро-
го и модульного внедрения благодаря
наличию вспомогательных и тестовых
программ, гарантирующих эффектив-
ность отладки и эксплуатации пакетов
прикладных программ САПР АЛ.
Для реализации системы автомати-
зированного проектирования на уров-
не центральной ЭВМ целесообразно
использовать возможности построения
базы данных, высокую степень цен-
трализации общесистемных массивов на
устройствах внешней памяти (накопи-
тели на магнитных дисках) с прямым
доступом к информации этой базы
большого количества конструкторов
и использованием единого системного
языка описания данных и типовых
процедур обработки цнформации.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМЫ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
Целевая функция использования
САПР в процессе конструирования
систем АЛ — организация конструк-
торских работ с учетом требований
комплексной автоматизации. Это поз-
воляет обеспечить взаимосвязь про-
цессов проектирования, изготовления
и эксплуатации созданного оборудова-
ния с широким применением апроби-
рованных конструктивных и техноло-
гических решений, их типизации, стан-
дартизации, тиражирования методой
инженерных расчетов, методов приня-
тия решений, алгоритмов и соответ-
ствующих им пакетов прикладных
программ.
В связи с усложнением проектируе-
мых систем АЛ при требуемом одно-
временном увеличении эффективности
научно-технических решений на этапе
проектирования АЛ необходимо обя-
зательно рассматривать все многооб-
разие технико-экономических связей
проектируемых систем АЛ, что, в свою
очередь, приводит к созданию инте-
грированной системы САПР, охваты-
вающей стадии конструирования, из-
готовления и эксплуатации АЛ.
Действующее распределение обще-
ственных трудозатрат Fo. т в зависи-
мости от времени показывает, что
в условиях функционирования САПР
происходит их перераспределение в сто-
рону увеличения трудозатрат на кон-
структорских этапах создания АЛ
и снижения их на этапах технологи-
ческой проработки и изготовления
объектов АЛ. Характерная особен-
ность этапов изготовления объектов АЛ
заключается в том, что при максималь-

104 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Рис. 7. Перераспределение общест-
венных трудозатрат в зависимости
от использования средств САПР
и АСТПП:
1	— САПР —КПП — конструк-
торская подготовка производства;
2	— САПР —ТПП — технологиче-
ская подготовка производства; 3 —
изготовление спроектированного
оборудования АЛ; 4 — эксплуата-
ция АЛ; 5 — степень оснащения
заводов —изготовителей АЛ обо-
рудованием с числовым програм-
мным управлением и использова-
ния гибких производственных тех-
нологических систем; I — III —»
затраты заводов с различным со*
ставом оборудования с ЧПУ; а>
б — точки, характеризующие окон*
чание этапов технической подго*
товки производства АЛ в усло-
виях функционирования САПР
ном использовании металлообрабатыва-
ющего оборудования с ЧПУ в гибких
производственных системах на заводах-
изготовителях систем АЛ затраты также
снижаются из-за получения специаль-
ной информации, подготовленной на
машинных носителях [управляющие
программы на перфолентах, магнит-
ных лентах, магнитных дисках или
программы, передаваемые по каналам
связи в гибкие производственные тех-
нологические системы (рис. 7)].
Значительно сокращается суммар-
ное время конструкторских и техно
логических этапов производства си-
стем АЛ, что позволяет быстро вне-
дрять разработанные системы АЛ в на-
родное хозяйство.
Увеличение трудозатрат на этапе
конструирования систем АЛ в условиях
функционирования САПР происходит
за счет дополнительных трудозатрат
по внедрению совершенных методов
анализа и синтеза принимаемых про-
ектных решений, их многовариантного
анализа и методов многокритериаль-
ной оптимизации. Это гарантирует
принятие наиболее рационального про-
ектного решения, реализуемого на
этапах изготовления объектов АЛ,
с минимумом общественных трудоза-
трат и одновременным улучшением ка-
чественных характеристик систем АЛ.
Одним из главных компонентов этой
интегрированной системы является си-
стема САПР—КПП, поскольку она
формирует требования к точности, ка-
чественным и другим производствен-
ным параметрам, которые, в свою
очередь, должны обеспечиваться в про-
. цессе технологической подготовки про-
изводства и непосредственно в процессе
эксплуатации АЛ (рис. 8).
Основные характеристики АЛ, на-
значаемые заказчиком, следующие: па-
метры обрабатываемой детали, объем
выполняемых технологических опера-
ций, параметры конструктивного испол-
нения АЛ и ее основных элементов,
показатели назначения АЛ (мощность,
точность и шероховатость обработки,
надежность, производительность, базы
обработки, показатели технологично-
сти, уровень унификации и стандарти-
зации, уровень качества, безопасно-
сти, эргономичности, патентной чи-
стоты) .
Основные задачи, решаемые на эта-
пах технического и рабочего проекти-
рования АЛ в условиях функциониро-
вания САПР АЛ, следующие: раз-
работка технологического чертежа об-
рабатываемой детали; представление
в памяти ЭВМ геометрической модели
обрабатываемой на АЛ детали со всеми
технологическими требованиями; раз-
работка технологической последова-
тельности обработки на АЛ’и чертежа
инструментальной наладки; параметри-
ческая оптимизация характеристик ре-
жимов обработки; подбор унифициро-
ванных узлов и элементов АЛ; поиск
проектного решения по компоновкам
АЛ, их анализ, синтез; многокрите-
риальная оптимизация показателей АЛ;
моделирование структур АЛ; разра-
ботка входящих в АЛ линейного обо-
рудования, средств технологического

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САПР АЛ
105
Интегрированная система проектирования изготовления и эксплуатации АЛ
Ф		i			♦			t
Конструкторская подготовка производства АЛ	1 1 1 1	Технологическая подготовка производства АЛ	1 1 1 1	Изготовление систем АЛ	1 1 1	Эксплуатация систем АЛ
1			t			__—t	J_		1
Интегрированная база данных процессов КПП,ТПП, АСТПП, АСУП
— информационные интерфейсы подсистем'.
данные,формируемые смежными подсистемами
Рис. 8. Связи системы САПР —КПП со смежными подсистемами технической подго-
товки производства, изготовления и эксплуатации АЛ
оснащения, систем управления, меж-
линейных соединений и транспорте-
ров; разработка входящих в АЛ узлов
по группам с получением на системах
ЭВМ проектно-сопроводительной доку-
ментации; разработка детальных и
сборочных чертежей по группам (ста-
нины и базовые детали, приспособ-
ления, кондукторные плиты, электро-
оборудование, приводы, инструмент,
шпиндельные узлы, гидрооборудова-
ние, смазка и др.); составление мон-
тажных ведомостей, ведомостей спе-
цификаций и покупных изделий, ссы-
лочных документов, технического опи-
сания на систему АЛ, паспорта, ин-
струкций по эксплуатации, монтажу,
пуску и техническому обслуживанию;
разработка технических условий, карт
технического уровня и качества АЛ,
патентного формуляра.
Основные задачи, решаемые на эта-
пах технологической подготовки про-
изводства АЛ с учетом использования
системно-программных средств САПР,
следующие: выбор и применение со-
вершенных методов и средств техноло-
гического оснащения на конкретных
заводах-изготовителях систем АЛ; моде-
лирование состава технологического
оборудования; группирование деталей
по технологическим переделам (литье,
ковка, холодная штамповка, термооб-
работка, сварка, металлообработка,
сборка); разработка на средствах ЭВМ
перспективной технологии по переде-
лам; оценка технологичности мощно-
стей; расчет оптимального плана про-
изводства; оценка технико-экономи-
ческого уровня производства; группи-
рование деталей по конструктивно-
технологическому подобию (общие эле-
менты, формы, виды обработки); про-
ектирование групповой технологии;
выбор оборудования (в том числе
с ЧПУ и оборудования гибких произ-
водственных систем); разработка мар-
шрутной технологии; использование
возможностей гибких производствен-
ных систем с манипуляторами и робо-
тизированными участками; расчет на
средствах ЭВМ режимов обработки;
нормирование по времени и выработке;
проектирование, изготовление, освое-
ние стандартных и специальных видов
средств технологического оснащения.
В процессе эксплуатации изготовлен-
ного оборудования систем АЛ при

106 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
использовании системно-программных
средств САПР наиболее эффективно
вести разработку прикладных задач
по следующим направлениям: разра-
ботка методики обследования рабо-
тающих систем АЛ с оценкой резуль-
татов обследования и выдачей соответ-
ствующей информации обследования
работоспособности систем АЛ, узлов
и средств технологического оснащения
конструкторам-разработчикам; выяв-
ление с помощью ЭВМ закономерностей
режимов эксплуатации систем АЛ;
анализ баланса использования ресур-
сов АЛ и выработка рекомендаций по
повышению технико-экономического
уровня систем АЛ и качества эксплуа-
тации оборудования.
На базе основных требований, предъ-
являемых к подсистемам интегрирован-
ной системы САПР АЛ, разрабаты-
ваются методы и приемы конструктор-
ских и технологических работ, алго-
ритмы и соответствующие им пакеты
прикладных программ с согласова-
нием их функционирования во времени
и пространстве (форматы, входные и
выходные модули, программные интер-
фейсы, сохранность информации в «ло-
кальных» и «централизованных» ба-
зах данных и т. д.).
При создании интегрированной си-
стемы САПР АЛ необходимо учиты-
вать использованные ранее при раз-
работках нормативные данные на вхо-
дящие узлы и элементы АЛ. В то же
время в условиях функционирования
САПР АЛ появляется возможность
получения новых источников инфор-
мации и исключения из сложившихся
процессов конструирования лишних
звеньев, усложняющих и удлиняющих
процесс принятия проектного решения
и разработки проектно-сопроводитель-
ной документации на АЛ.
Весьма актуальна проблема пред-
проектной деятельности конструктора,
когда на основе технических требова-
ний и оценки множества альтернатив-
ных проектных вариантов построения
автоматической линии в целом он дол-
жен выбрать один — оптимальный, га-
рантирующий высокий технический
уровень и экономическую эффектив-
ность. Большое разнообразие форм и
размеров обрабатываемых на АЛ дета-
лей, средств и методов их проектирова-
ния и изготовления, имеющийся набор
унифицированных и нормализованных
узлов с их детерминированными тех-
ническими характеристиками представ-
ляет собой для конструктора сложную
задачу.
Для разрешения этой проблемы не-
обходимо расчленить процесс проекти-
рования на несколько взаимосвязан-
ных стадий, характеризующихся по-
следовательно возрастающей от стадии
к стадии степенью детализации при-
нимаемых проектных решений.
В процессе разработки технического
предложения на систему АЛ ввиду
недостаточной детализации проектных
решений критерии отбора вариантов
систем АЛ носят обобщенно-эвристи-
ческий характер. Они последовательно
(от стадии разработки технического
задания до этапа разработки рабочего
проекта) уточняются и достигают впол-
не конкретных показателей по точност-
ным и качественным параметрам. Про-
ектирование на каждом этапе расчле-
няется на совокупность взаимосвязан-
ных между собой проектных операций.
Система САПР АЛ формирует множе-
ство проектных вариантов, анализи-
рует их, проводит оптимизацию и отби-
рает наиболее рациональный вариант.
Одним из основных компонентов
обобщенного алгоритма процесса авто-
матизированного проектирования си-
стем АЛ является создание информа-
ционной модели обрабатываемой на
АЛ детали (ОД), состоящей из отдель-
ных модулей:
организационного, относящегося к
ОД (общие сведения, номер изделия,
чертежа, завод-заказчик, масштаб и
т. д.);
геометрического, включающего эле-
менты формы детали, описание всех
поверхностей детали с точки зрения
геометрического метода их образования
или способа задания на чертеже, раз-
мерные связи, описывающие взаимное
расположение элементов формы, от-
клонения от расположения, характе-
ризующие виды отклонения, их зна-
чения, допуски, базовые поверхности
и т. д.;
технологического, включающего все
регламентированные чертежом виды
обработки и технические требования
к поверхностям и обрабатываемым от-

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ САПР АЛ
107
верстиям, условия и ограничения об-
работки, влияющие на качество и фи-
зико-химические свойства обрабаты-
ваемых поверхностей и отверстий.
В разделах информационного обес-
печения САПР АЛ модель ОД отобра-
жается в виде структур данных, опи-
сывающих геометрические и техноло-
гические свойства.
При наличии языка геометрического
описания обрабатываемой на АЛ де-
тали появляется возможность автома-
тического формирования в памяти ЭВМ
геометрической модели (ГМ) с обеспе-
чением в дальнейшем разнообразной
процессорной обработки. Затем по тре-
бованиям или конструктора или функ-
циональной подсистемы САПР АЛ вы-
дается соответствующая информация.
Геометрическую модель обрабатывае-
мой детали в памяти ЭВМ можно пред-
ставить в виде структур данных.
В основу структур данных ГМ входят
таблицы наименований, включающие
геометрические параметры основных
элементов (поверхностей, линий, вер-
шин), и таблицы операций по склеива-
нию элементов в фигуры и простран-
ственные тела (типа прямоугольника,
параллелепипеда, призмы, пирамиды,
тела вращения, коробчатые конструк-
ции и т. д.).
В качестве основных характеристик
кодирования информации об ОД слу-
жат: способ задания исходной инфор-
мации (табличный, языковый или сме-
шанный); вид описываемых геометри-
ческих объектов (пространственный,
проекционный, плоский); класс опи-
сываемых геометрических объектов
(плоские детали, сложные детали, пред-
ставленные как поверхности 2-го
и высшего порядка, тела вращения
и т. д.).
Модульная структура информацион-
ной модели ОД позволяет формировать
необходимые для анализа и синтеза
обрабатываемых поверхностей или от-
верстий „локальные файлы данных, ис-
пользуемые в системах прикладного
обеспечения САПР АЛ. Информацион-
ную модель ОД можно сформировать,
используя системно-программные сред-
ства ввода графической информации
в ЭВМ, ввода в ЭВМ информации
с микроносителей и т. д.
Следующим компонентом обобщен-
ного алгоритма процесса автоматизи-
рованного проектирования систем АЛ
является разработка технологического
процесса обработки детали на линии,
определение ожидаемой точности обра-
ботки и выбор методов контроля дости-
гаемой точности, выявление способов
достижения заданной производитель-
ности и выбор структурно-компоновоч-
ного варианта линии (рис. 9).
Трансформируя описание обрабаты-
ваемой детали, представленной в па-
мяти ЭВМ, можно сформировать опе-
рационный чертеж детали, на котором
должны быть представлены размеры,
определяющие базовые поверхности и
поверхности, подлежащие обработке
на АЛ, а также размеры всех обрабаты-
ваемых отверстий и их геометрической
привязки.
Затем осуществляется разработка
технологического процесса, где для
каждой поверхности ОД и обрабаты-
ваемых отверстий исходя из требуемой
точности назначаются методы обра-
ботки, количество переходов, меж-
операционные припуски и допуски.
Эту процедуру можно выполнить как
в автоматизированном режиме с ис-
пользованием рекомендуемых, уже ап-
робированных наборов переходов, до-
пусков, заложенных в базах данных
на основе предшествующего опыта
и результатов обследования АЛ, так
и в диалоговом режиме, когда разра-
ботчик сам назначает режимы обра-
ботки поверхностей и отверстий.
Осуществляя процессорную обработ-
ку модели ОД, разработанный пакет
прикладных программ САПР АП про-
изводит выбор элементарных маршру-
тов обработки; пересчет допусков и
размеров от заданных технологических
баз с учетом погрешностей базирования
и точности; анализ возможности обес-
печения требуемой точности; расчет
величины и точности расстояний меж-
ду обрабатываемыми поверхностями;
распределение переходов по рабочим
позициям; формирование выходных
проектных документов.
Для составления технологической
схемы линии необходимо рассчитать
режимы резания в соответствии с за-
данной производительностью, одновре-
менно откорректировав их с учетом
группирования переходов по шпин-

108 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Рис. 9. Алгоритм «предварительного» проектирования систем АЛ
дельным узлам и станкам. Эти проект-
ные процедуры включают оптимизацию
режимов резания, расчет мощности
силовых головок и определение сум-
марных усилий, действующих на них,
выбор силовых узлов, расчет макси-
мальных и минимальных вылетов ре-
жущего инструмента, определение га-
баритов шпиндельных узлов, силовых
узлов и станков, расстояний между
станками, формирование выходных про-
ектных документов.
При разработке технического пред-
ложения на АЛ главным является
расчет производительности АЛ на осно-
ве анализа следующих факторов: основ-
ного технологического времени наибо-
лее продолжительного перехода, вспо-

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ САПР АЛ
109
могательного времени, коэффициентов
технического использования и загруз-
ки. В результате этого анализа наме-
чается структурная компоновка линий
и в случае необходимости вносятся уточ-
нения в технологическую схему.
Перечисленные выше проектные про-
цедуры алгоритмизируемы. Их целе-
сообразно разрабатывать с учетом си-
стемной организации программы как
пакет прикладных программ, одним
из входов которого будет являться
информация из модуля ОД.
Для перехода от решения техноло-
гических задач к разработке компо-
новки АЛ необходимо по результатам
предварительного этапа обобщенного
алгоритма на каждый станок, входя-
щий в АЛ, составить схему обработки,
которая позволяет выполнить общую
увязку станка и в дальнейшем вести
проектирование средств технологиче-
ского оснащения.
Следующим звеном обобщенного ал-
горитма процесса проектирования АЛ
является компоновка АЛ на основе
данных схем обработок и выбранных
унифицированных узлов. С учетом
использования автоматических подъ-
емно°загрузочных устройств, их гео-
метрических и технологических пара-
метров разрабатывается планировка
линии на основе минимально допусти-
мых расстояний между станками, узла-
ми и механизмами АЛ (транспортеры,
перекладчики, кантователи, накопи-
тели и др.). Задача рациональной пла-
нировки АЛ многоплановая, так как
при этом решаются вопросы располо-
жения АЛ в заранее отведенных заказ-
чиком частях цеха, соблюдения техно-
логической непрерывности подачи за-
готовок и выдачи обработанных на
линии деталей, резервирования пози-
ций в случаях переналадок АЛ, а так-
же вопросы удобства обслуживания и
эксплуатации АЛ с учетом встроенного
в систему вспомогательного оборудова-
ния (станций гидропривода силовых
узлов, станций охлаждения, инстру-
ментальных шкафов, электрошкафов,
пультов управления и др.).
Проектные процедуры по компонов-
кам АЛ могут быть реализованы в ин-
терактивном взаимодействии системно-
программных средств ЭВМ и конструк-
тора-разработчика.
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ
ЭФФЕКТИВНОСТЬ САПР
СИСТЕМ АЛ
Конечным модулем обобщенного ал-
горитма является расчет и оценка ожи-
даемых технико-экономических пока-
зателей систем АЛ: надежности, про-
изводительности, экономической эффек-
тивности.
Ввиду вероятностного характера
функционирования элементов систем
АЛ и достаточно сложного аналитиче-
ского описания их работы одним из
методов исследования систем АЛ мо-
жет быть метод статистического моде-
лирования.
Алгоритм функционирования модели
системы АЛ по существу сводится к по-
строению последовательности векторов
состояния узлов и моментов изменения
их значения.
Каждому значению вектора состоя-
ния соответствует своя интенсивность
выдачи детали на выходе системы АЛ‘.
Поэтому характеристики векторов со-
стояний и моментов изменения их
значения позволяют рассчитать мгно-
венную производительность АЛ, а так-
же среднюю реальную производитель-
ность и коэффициент технического ис-
пользования АЛ на заданном интер-
вале времени.
В результате моделирования работы
системы АЛ пакет прикладных про-
грамм позволяет на выходе получать
следующие количественные характе-
ристики функционирования АЛ (пото-
ков или накопителей): среднюю ожи-
даемую производительность и коэффи-
циент технического использования;
среднюю ожидаемую производитель-
ность и коэффициент технического ис-
пользования АЛ в различные моменты
времени, причем в эти моменты рас-
считываются интегральная (за накоп-
ленный интервал) и локальная (за
последний интервал) оценка работы
системы; суммарные времена безотказ-
ной работы за некоторый период, сум-
марные времена ожидания ремонта и
самого ремонта, средние времена ра-
боты, ожидания ремонта и самого ре-
монта; количество поломок и ремонтов;
данные по накопителям; итоговые дан-
ные о работе обслуживающего персо-

110 АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
нала (число выходов на ремонт, сред-
ний процент занятости обслуживающего
персонала и т. п.).
Применение моделирования позво-
ляет оценить производительность ва-
риантов АЛ, результаты обследования
отдельных линий и ожидаемую произ-
водительность варианта комплекса при
повышении коэффициентов техническо-
го использования отдельных линий, из-
менения емкости и коэффициентов тех-
нического использования накопите-
лей.
После разработки технического пред-
ложения на АЛ необходимо уточнить
вспомогательное время, не прибегая
к составлению циклограммы, построить
график зависимости коэффициента тех-
нического использования и произво-
дительности от режимов резания. Это
позволит выбрать оптимальный уро-
вень режимов резания и при необхо-
димости окончательно откорректиро-
вать компоновку АЛ и технологиче-
ский процесс обработки детали. Дан-
ные проектные процедуры целесооб-
разно реализовать в диалоговом ре-
жиме с отображением результатов мо-
делирования и компоновки АЛ на
графических устройствах (дисплеях,
графопостроителях).
Затем производится расчет технико-
экономической эффективности системы
АЛ. Данная проектная операция яв-
ляется чисто расчетной, а следова-
тельно, формализуемой; ее целесооб-
разно оформлять как прикладную про-
грамму, встроенную в САПР АЛ.
Дополнением этой подсистемы являет-
ся разработка технических условий на
поставку АЛ, большинство разделов
которых легко формализуемо и форми-
рование которых экономически целе-
сообразно проводить на ЭВМ.
После утверждения заказчиком тех-
нического предложения на систему АЛ
дальнейшая технология процессов про-
ектирования заключается в разработке
технического и рабочего проектов.
Проектирование узлов, входящих
в систему АЛ, осуществляется кон-
структорами основных и специализи-
рованных отделов, использующими в
своей деятельности установившиеся ме-
тоды и принципы конструирования.
Эти методы сочетают в себе как эври-
стические приемы проектирования, так
и свободно формализуемые расчеты,
многие из которых можно перевести на
алгоритмы и соответствующие им па-
кеты прикладных программ. Учитывая
специфику проектирования каждого
узла систем АЛ и определяя удельный
вес формализуемых проектных опера-
ций, разработку прикладного и инфор-
мационного обеспечения целесообраз-
но строить по принципам:
непрерывности обработки на сред-
ствах ЭВМ (исходные данные — ввод
в ЭВМ — обработка по реализованным
программам — результат обработки —
конструктор);
итеративной обработки, когда про-
цесс конструирования узла, механизма
АЛ проходит несколько циклов, ре-
зультаты которых анализируются кон-
структором; промежуточные резуль-
таты могут корректироваться на уровне
исходных данных;
многоступенчатой обработки, при ко-
торой процесс конструирования рас-
членяется на несколько взаимосвязан-
ных уровней, характеризующихся по-
следовательно возрастающей от уровня
к уровню полнотой исходных данных
и конечным результатом;
диалогового взаимодействия, обеспе-
чивающего оперативное участие кон-
структора в процессе проектирования
узла АЛ;
системности обработки, когда пре-
дусмотрено максимальное использова-
ние системных и диалоговых средств
проектирования (методы активации мо-
дулей программ и их логической сбор-
ки в пакет прикладных программ, ре-
жим использования «меню-наборов»,
«подсказок»», использование локаль-
ных и централизованных баз данных
и т. д.).
Таким образом обобщенный алгоритм
процессов проектирования систем АЛ
позволяет в условиях функционирова-
ния САПР АЛ реализовать следующие
функции: определение принципа функ-
ционирования системы АЛ на базе
оценки геометрической модели обра-
батываемой детали, материала, тре-
буемых характеристик по точности об-
рабатываемых поверхностей и отвер-
стий, видов обработки с планом всех
возможных относительных движений
заготовки и инструментов на техноло-
гическом оборудовании; определение

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ САПР АЛ
111
оптимального структурно-компоновоч-
ного решения АЛ в соответствии с тре-
бованиями к качеству изделий и про-
изводительности.
Пространственное расположение ма-
шин и аппаратов, средств технологи-
ческого оснащения, систем управления,
систем смазки, контроля, удаления
отходов и другого оборудования можно
с помощью системно-программных
средств САПР варьировать и оптими-
зировать по критериям: минимальная
занимаемая площадь, минимальные
движущиеся массы, минимальная ма-
териалоемкость, максимальная мощ-
ность резания, минимальное электро-
потребление, минимальная стоимость
изготовления, технологичность и
т. д.
В дальнейшем осуществляется раз-
работка эскизного проекта, в процессе
которой изучают и анализируют доку-
ментацию технического предложения,
а также предшествующий опыт по
конструированию станков-аналогов,
используемых узлов —аналогов; уточ-
няют и корректируют в случае необ-
ходимости схемы обработок; прораба-
тывают принципиальные решения по
основным узлам и механизмам АЛ
(приспособления, транспорт, поворот-
ные устройства, средства технологиче-
ского оснащения и др.); разрабатывают
общие виды основных узлов линейных
станков; уточняют и корректируют
в случае необходимости планировку
АЛ всего вспомогательного и техноло-
гического оборудования; разрабаты-
вают циклограмму работы АЛ и вы-
дают в смежные функциональные от-
делы задания на проектирование узлов
систем управления, технологической
оснастки, систем контроля и диагно-
стирования, приводов и др.
На данном этапе разработки техни-
ческой документации на АЛ исполь-
зование системно-программных средств
САПР АЛ целесообразно: на базе
информационно-поисковых систем дан-
ных по предшествующим разработкам
и данных лучших мировых и отече-
ственных образцов с оперативной вы-
дачей по запросам конструкторов не-
обходимой информации как по узлам,
входящим в линейные станки, так и
в целом по станкам, вспомогательному
оборудованию и средствам техноло-
гического оснащения; на основе диало-
гового взаимодействия конструкторов
и средств САПР АЛ при автоматизи-
рованном проектировании узлов и
средств технологического оснащения
и др.; на базе принятого конструктором
(или функциональной подсистемой
САПР АЛ) окончательного принци-
пиального проектного решения при
хранении данной информации в детали-
зированном виде в локальных или цен-
трализованных базах данных с целью
дальнейшего использования этой ин-
формации на этапе рабочего проекти-
рования АЛ.
Этап рабочего проектирования АЛ
включает следующие основные проект-
ные процедуры: корректировку общих
видов узлов по разработкам, согласо-
вание заданий; деталировочные работы
по основным узлам и элементам АЛ;
проектирование элементов систем уп-
равления АЛ, сборочных чертежей
транспортных устройств, средств тех-
нологического оснащения; контроль
силовых узлов, приспособлений и тран-
спортных устройств; разработку и
контроль вспомогательных узлов (вы-
тряхиватели, мойки, загрузчики, на-
копители, сварные станины и стойки,
средства технологического оснащения
и др.); проектирование электрообору-
дования АЛ, шпиндельных узлов, ин-
струмента, гидрооборудования АЛ,
сварных конструкций; составление про-
ектно-сопроводительной документа-
ция на АЛ; нормоконтроль и техноло-
гический контроль проектно-конструк-
торской документации на АЛ.
С учетом того, что текущая инфор-
мация о проектировании АЛ хранится
в базах данных на всех этапах, начи-
ная от этапов разработки технического
задания, технического предложения и
эскизного проекта, наиболее эффек-
тивно использовать ранее принятые
конструктивные решения узлов и эле-
ментов АЛ, которые оцениваются тех-
нико-экономическими показателями,
корректируются в случае необходи-
мости, улучшаются и оптимизируются.
Это позволит значительно сократить
трудоемкость проектирования всех уз-
лов и механизмов, входящих в систему
АЛ и средстр технологического осна-
щения на этапе рабочего проектиро-
вания,

112 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
В процессе разработки рабочего
проекта на узлы, механизмы и систему
АЛ в целом используется определен-
ный опыт предшествующих этапов
автоматизированного проектирования.
Алгоритмы и реализующие их па-
кеты прикладных программ обеспечи-
вают получение проектных решений
с помощью системно-программных
средств САПР АЛ. Ниже представле-
ны аннотации пакетов прикладных
программ, непосредственно используе-
мые на этапах конструирования си-
стем АЛ.
Расчет усилий, крутящих моментов
и мощностей резания. Программа пред-
назначена для определения как сило-
вых параметров на отдельных шпинде-
лях, так и суммарных параметров всей
шпиндельной коробки линейных стан-
ков. В качестве исходных данных за-
даются технологические операции и
режимы резания. В различные момен-
ты процесса обработки нагрузка на
шпиндели и приводные валы будет
разной. Для более точных расчетов
шпиндельных коробок и правильного
выбора мощности привода необходимо
учитывать максимальные крутящие мо-
менты на каждом шпинделе и общую
суммарную нагрузку.
Проектирование электрооборудова-
ния систем АЛ. Пакет прикладных
программ позволяет по алгебраической
записи принципиальной электросхемы,
составленной конструктором на вход-
ном языке подсистемы, проводить про-
верку работоспособности схем управле-
ния и возможности реализации схемы
управления на базе существующих
электроаппаратов (проверку количе-
ства задействованных контактов и др.);
вычерчивать на графопостроителях
принципиальную схему управления
с указанием всех необходимых индек-
сов, номеров, надписей и др.; осуще-
ствлять выбор электрических аппара-
тов и проводов; составлять перечень
аппаратов для чертежа принципиаль-
ной схемы, монтажные таблицы при-
соединения проводов и все виды спе-
цификаций.
Расчет координат на плоскости. Уни-
версальная программа расчета коорди-
нат на плоскости обеспечивает в любой
прямоугольной системе отсчета полу-
чение координат точек, определенных
двумя какими-либо параметрами, а так-
же поворот группы точек с заданными
координатами на любое число позиций
вокруг определенного центра враще-
ния. Кроме преобразования коорди-
нат, программа выдает на печать тре-
буемые линейные или угловые размеры.
Программу используют для расчета
координат осей отверстий в корпусах
шпиндельных коробок, в кондуктор-
ных плитах, стойках, обрабатывае-
мых деталях, а также для определения
размеров в наклонных кронштейнах.
Расчеты на виброустойчивость спе-
циальных и унифицированных расточ-
ных узлов с консольной многоступен-
чатой наладкой. Программа позволяет
провести на ЭВМ расчет устойчивости
специальных и унифицированных рас-
точных узлов с консольной многосту-
пенчатой наладкой при обработке ста-
ли, чугуна, алюминия с учетом кон-
кретных режимов обработки. Обра-
ботка может производиться одним или
двумя резцами. Одновременно могут
быть рассчитаны пять вариантов на-
ладок. Исходными данными для рас-
чета являются геометрические пара-
метры шпиндельного узла, борштанги
и инструмента, а также режимы реза-
ния и характеристики обрабатываемого
материала. Результаты расчета вы-
водятся на печать в виде данных, соот-
ветствующих вариантам расчета.
Печатаются все жесткостные и частот-
ные характеристики узла, амплитуда
колебаний инструмента при резании,
а также запас устойчивости системы
и предельная для заданных режимов
обработки глубина резания. ЭВМ вы-
дает на средствах печати сообщение об
устойчивости системы и путях ее повы-
шения.
Проектирование гидрооборудова-
ния АЛ. Программа осуществляет ана-
лиз функций приводов исполнительных
механизмов, расчет гидросистемы и
выбор насосных установок, синтез
принципиальной гидросхемы, выбор
применяемой гидроаппаратуры и ли-
ний связи, формирование графического
изображения гидросхемы и текстовых
документов.
Исходная информация задается
в виде требований, предъявляемых
к приводам исполнительных механиз-
мов.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ САПР АЛ ИЗ
В результате автоматизированного
проектирования выдается следующая
рабочая документация: чертеж прин-
ципиальной гидросхемы, перечень ап-
паратуры и линий связи и специфика-
ция.
Проектирование многошпиндель-
ных коробок агрегатных станков, вхо-
дящих в АЛ. Программа в режиме
совместной работы ЭВМ и конструк-
тора обеспечивает выполнение следу-
ющих последовательно проводимых
проектных процедур, отрабатываемых
на ЭВМ:
построение кинематической схемы,
обеспечивающей требуемые частоты
вращения шпинделей, характеристики
которых заданы конструктором;
геометрический расчет координат
всех промежуточных валов;
силовой расчет шпинделей, валов,
зубчатых колес, шпонок и подшип-
ников;
подбор номенклатуры деталей и ком-
плектующих элементов и вычерчива-
ние общего вида шпиндельной коробки;
составление проектно-сопроводи-
тельной документации (таблиц сборки
и координат осей расточек, сводной
таблицы зубчатых колес, специфика-
ции);
определение маршрута обработки
корпуса шпиндельной коробки на стан-
ке с ЧПУ;
формирование программы обработки
на станке с ЧПУ с покадровой распе-
чаткой текста программы, а также вы-
дача управляющей перфоленты с кон-
трольным прочерчиванием обрабаты-
ваемых отверстий по сформированной
программе на графопостроителях.
Проектирование типовых сварных
станин. Программа позволяет полу-
чать по заданным присоединительным
размерам детали все остальные раз-
меры самой детали и свариваемых
элементов с учетом оптимального ис-
пользования металла и выдавать пол-
ную спецификацию по узлу.
Информационно-поисковая система.
Программа предназначена для выбора
из картотеки номеров ранее спроекти-
рованных станков по одному или не-
скольким заданным признакам, таким
как завод-заказчик, обрабатываемая
деталь, материал, технологические опе-
рации, выполняемые на станке. Про-
грамма используется технологически-
ми и конструкторскими отделами для
поиска и аналогичных станков при
обработке новых заданий и проекти-
рования станков-дублеров и т. д.
Информационно-поисковая система
призвана обеспечивать максимальную
преемственность рациональных кон-
структивных, технологических и орга-
низационных решений при создании
новых объектов.
Расчет технико-экономических по-
казателей агрегатных станков, входя-
щих в АЛ. Программа по заданным
данным о производительности, сум-
марной мощности, занимаемой пло-
щади, количестве обслуживающего пер-
сонала и используемых в проектируе-
мом станке узлах (основной вариант
технологического процесса), оснастке
и о моделях универсальных станков
(сравнительный вариант) позволяет
рассчитывать затраты на капиталовло-
жения и заработную плату, амортиза-
ционные отчисления, ремонт, электро-
энергию; затраты на годовой выпуск
деталей, годовой народнохозяйствен-
ный экономический эффект.
Оценка функционирования АЛ. Про-
грамма используется как при проекти-
ровании новых АЛ (для расчета про-
изводительности, выбора компоновки,
оптимальных режимов работы и т. п.),
так и при анализе действующих АЛ,
в частности для определения резервов
повышения их производительности.
Программа включает три основные
подпрограммы: статистической обра-
ботки результатов наблюдений за ра-
ботой действующих АЛ, расчета их
производительности и моделирования
функционирования системы автомати-
ческих линий.
Подпрограмма статистиче-
ской обработки резуль-
татов наблюдений позволяет
определять фактические количествен-
ные показатели работы АЛ, произво-
дительность, коэффициент использова-
ния и ' коэффициент технического ис-
пользования, среднее время простоя,
наработку на отказ, длительность и
число простоев, отгруппированных по
видам, причинам и агрегатам.
Подпрограмма расчета
производительности пред-
назначена для выбора рациональных

114 АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
режимов работы оборудования на ста-
дии проектирования АЛ. Она позво-
ляет определять производительность
АЛ и коэффициент технического ис-
пользования в зависимости от дли-
тельности цикла. Исходная информа-
ция для программы содержит сведения
об оборудовании АЛ и об инструмен-
тах. Выходная информация включает
ожидаемую производительность АЛ и
значения коэффициента технического
использования (с указанием потерь
по различным причинам) при различ-
ной длительности цикла, а также ре-
комендуемые режимы резания и расчет-
ные периоды стойкости режущего ин-
струмента.
Подпрограмма модели-
рования функциониро-
вания системы АЛ предназна-
чена для оценки надежности АЛ по
заданной структуре и характеристи-
кам надежности отдельных АЛ и на-
копителей. Программа позволяет рас-
считывать коэффициент технического
использования и производительность
АЛ любой сложной структуры, а так-
же определять некоторые характери-
стики АЛ и накопителей, дающие
возможность проанализировать их ра-
боту.
Исходными данными для моделиро-
вания работы АЛ являются структура
АЛ, длительность циклов работы АЛ
и характеристика их надежности (зна-
чение коэффициента технического ис-
пользования и среднее время одного
простоя), тип, вместимость и характе-
ристика надежности накопителя. В ре-
зультате моделирования определяют
производительность АЛ и значение
коэффициента технического использо-
вания. Для каждого элемента АЛ (АЛ
и накопителей) рассчитывают суммар-
ное и среднее время работы, простоя
в работоспособном состоянии, ожида-
ния ремонта и ремонта, число отказов
и другие характеристики, обеспечива-
ющие возможность детального анализа
работы АЛ.
Все перечисленные программы ши-
роко применяются в практике проек-
тирования АЛ. При этом достигается
снижение трудоемкости отдельных эта-
пов конструирования АЛ от 10 до
70 %.
ПОДСИСТЕМА
«АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
МНОГОШПИНДЕЛЬНЫХ
КОРОБОК» (АПШК)
Подсистема АПШК входит в состав
программного обеспечения САПР АЛ;
подсистема формирует и выдает с при-
менением средств ЭВМ полный рабочий
проект шпиндельной коробки. Кроме
того, в конструкторский отдел посту-
пают материалы справочного харак-
тера, содержащие результаты геоме-
трического и силового контроля, све-
дения о вероятностной продолжитель-
ности безотказной работы отдельных
элементов и всей шпиндельной коробки
в целом.
Описание функций отдельных про-
граммных модулей. Конструктор на
первоначальном этапе проектирования
шпиндельной коробки производит
эскизную проработку конструкции,
разрабатывает кинематическую схему
и на специальном входном языке под-
системы заполняет бланк, часть кото-
рого приведена ниже.
0	№ ППП	№ станка	Сек- тор	Кон- структор
	4	12А748	73	Петрова
Общие сведения				
1	нхв	Отсчет		Тип коробки
	630Х 1000	t У х -		у t у	1	Горизон- тальная
			+	+

ПОДСИСТЕМА АПШК	115
№ строки	0 1 z/m	11 z/m	21 z/m	3I z/m	41 Признак ‘ и пара- метр счета	sl
0				22/А	0	
1			21/3		—	
' 2			—		—	
3				55/4	2 -	
Обозначения: 0, 1, 3 — матрицы, содержащие сведения о номере па-
кета прикладных программ и данных задачи и исполнителя; общие сведения о
шпиндельной коробке, о смазке, валах, подшипниках, признаках и параметрах
счета; z/m — число зубьев и модуль; НхВ — высота и ширина шпиндельной ко-
робки, мм.
Заполненный бланк передается
в централизованную службу оператив-
ного счета. Затем осуществляется пер-
форация данных бланка и ввод в ЭВМ,
где по реализованному пакету приклад-
ных программ происходит автоматизи-
рованная обработка данных.
Программный модуль
обработки исходной ин-
формации (№ 1), формирует мас-
сивы информации, запоминает их
в оперативном банке данных.
Программный модуль
геометрического расчета
и контроля шпиндельной
к о р о б к и (№2):
по габаритам и типу шпиндельной
коробки формирует размеры внутрен-
него и внешнего контрольных контуров
корпусных деталей;
для каждого шпинделя и вала по
типоразмеру и с учетом расположения
зубчатых колес подготавливает кон-
трольные контуры, состоящие из сово-
купности контрольных радиусов по
всем контролируемым ‘сечениям;
определяет порядок расчета коорди-
нат промежуточных валов и отсут-
ствующих параметров зубчатых колес,
в первую очередь рассчитывает одно-
значно определенные варианты с при-
знаками счета X (перепад по оси %),
Y (перепад по оси у), П (поворот);
затем рассчитывает координаты по
двум зацеплениям или по одному за-
цеплению и радиус 7? и в последнюю
очередь рассчитывает координаты из
трех зацеплений (расчет повторяется
до тех пор, пока не будет определен
порядок расчета всех параметров и
характеристик шпинделей и валов);
проводит анализ вариантов располо-
жения промежуточных валов и кон-
троль расположения валов с фиксиро-
ванными элементами шпиндельной
коробки; в соответствии с выработан-
ным порядком счета рассчитывает
координаты, определяющие располо-
жение осей промежуточных валов;
рассматривает все возможные варианты
расположения промежуточных валов
и отбраковывает те из них, для которых
величины врезания в фиксированные
элементы шпиндельной коробки превы-
шают установленные пределы;
обеспечивает взаимный контроль ва-
риантов, фиксацию единственного ва-
рианта; при взаимном контроле остав-
шихся вариантов отбраковывает все
несовместимые варианты;
компонует шпиндельную коробку;
при наличии зафиксированных валов
печатает на средствах ЭВМ результаты
счета; при наличии незафиксирован-
ных вариантов из них и зафиксирован-
ных выбирает такую "компоновку, кото-
рая обеспечивает максимально возмож-
ные зазоры между всеми элементами;

116 АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИИ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
проводит генеральный геометриче-
ский расчет шпиндельной коробки; по
сформированным ранее контрольным
контурам проверяет взаимное непере-
сечение всех элементов; величины вре-
зания отдельных элементов выдает на
печать;
выдает на средствах печати ЭВМ
справочную таблицу координат и
таблицу, содержащую координаты всех
валов, а также частоты вращения для
каждого вала и отклонения этих частот
№ вала	X	У	В — Х	Фактическое отклоне- ние частоты вращения, об/мин
0	500 000	415 000	500 000	970
1	609 000	540 000	481 000	298
2	203 754	190 120	440 133	306
3	500 101	345 000	499 899	398
4	880 000	441 822	120 000	183
5	650 130	342 756	183 000	262
	Обоз	н а ч е н	и я: X,	У —
координаты		валов в	прямоуголь-	
ной системе		отсчета,	мм; В —	ши-
рина шпиндельной			коробки,	мм.
от заданных. Ниже дана часть этой
таблицы.
Программный модуль
силового контроля шпин-
дельной коробки (№3) фор-
мирует при одновременной работе
инструментов в различных шпинделях
график изменения нагрузки во времени
для каждого шпинделя; определяет
расчетные нагрузки на валах, опорах,
зубчатых колесах;
выводит на средствах печати ЭВМ
таблицы силовых характеристик всех
валов и шпинделей (передаваемой мощ-
ности, крутящего момента, осевого
усилия);
печатает таблицы результатов про-
верочных прочностных расчетов валов,
шпинделей и подшипников, для под-
шипников определяет долговечность
безотказной работы при заданной на-
грузке;
печатает таблицы общих параметров
шпиндельной коробки, относящихся
к одному или нескольким приводам
(максимальной мощности и КПД при-
вода, максимального осевого усилия,
суммарной долговечности работы всей
подшипниковой группы в течение
5000 ч);
печатает таблицы проверочных рас-
четов зубчатых колес по передаваемой
мощности, по контактным и изгибаю-
щим напряжениям.
Часть таблицы представлена ниже.
№ вала	№ ряда	Модуль	Контроль				
			Передаваемая мощность, кВт			Напряжение допустимое	
			факти- ческая	Допу- стимая	запас мощ- ности	контакт- - ное (9,5	- МПа)	на изгиб (3,0 МПа)
0	3	4	6,2	29,42	4,7	—	—
1	' 0	3	2,97	29,38	9,8	45,23	9,36
2	3	4	6,2	29,37	4,7	—	—

Рис. 10. Фрагмент общего вида шпиндельной коробки, полученного на средствах автоматического вычерчивания на графопо
строителе
ПОДСИСТЕМА АПШК

118 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ И ИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Программный модуль
документации рабочего
проекта шпиндельной
коробки
на средствах ЭВМ печатает таблицу
специальных зубчатых колес, таблицу
координат осей расточек в прямоуголь-
ной системе координат от платиков,
расположенных слева и снизу, таблицу
сборки шпиндельной коробки и специ-
фикацию;
на графопостроителях вычерчивает
общий вид шпиндельной коробки'
(фрагмент представлен на рис. 10);
выводит управляющую перфоленту
для обработки корпуса коробки на
станке с ЧПУс определением маршрута
обработки и дополнительным контро-
лем правильности вывода перфоленты.
После получения всех материалов,
выполненных на системно-програм-
мных средствах САПР узла, конструк-
тор комплектует документы, осуще-
ствляет контроль и вносит при необ-
ходимости отсутствующую информа-
цию.
ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
МЕТОДОВ
АВТОМАТИЗИРОВАННОГО
ПРОЕКТИРОВАНИЯ АЛ
На базе усовершенствованных
средств вычислительной техники и
прикладной математики, технической
кибернетики автоматизация процессов
проектирования и изготовления объек-
тов АЛ должна получить дальнейшее
развитие.
Освоение технических и програм-
мных средств вычислительной техники
позволит конструктору решать многие
задачи уже на первоначальных этапах
конструирования, например на этапах
выбора компоновочных решений АЛ,
построения схем на линейных станках
и деталировки с помощью набора типо-
вых деталей (втулок, фланцев, валов,
корпусных деталей и т. д.).
По заданиям и указаниям конструк-
торов система САПР АЛ, содержащая
всю текущую информацию по каждому
проектируемому объекту, будет осу-
ществлять автоматизированное проек-
тирование с получением на ЭВМ
проектно-сопроводительной докумен-
тации узлов, механизмов и средств
технологического оснащения АЛ,
таких как шпиндельные узлы, кондук-
торные плиты, приспособления, несу-
щие системы, системы управления
и др.
Методы выработки и оценки техни-
ческих решений на этапах проектиро-
вания узлов АЛ позволяют добиться
систематического обзора всех возмож-
ных решений и с учетом критериев
оптимизации выбрать наиболее ра-
циональное.
Полученные на ЭВМ данные по узлам
и деталям в процессе автоматизирован-
ного проектирования будут выдаваться
в виде чертежей, микрофиш, микро-
фильмов и в то же время будут оста-
ваться в памяти ЭВМ для работ на
следующих этапах проектирования и
изготовления АЛ и для создания комп-
лексного банка данных.
С расширением пакета прикладных
программ и совершенствованием
структуры банка данных система САПР
АЛ становится источником новых дан-
ных, используемых на последующих
этапах проектирования, изготовления
и эксплуатации АЛ.
В перспективе будут накапливаться
предпосылки для дальнейшего комп-
лексного проектирования АЛ на" си-
стемно-программных средствах САПР
АЛ, начиная от этапов формирования
технического задания до разработки
рабочего проекта, причем тенденция
развития методов конструирования
показывает снижение доли проектной
(в виде рабочих чертежей) и сопроводи-
тельной документаций и увеличение
доли специальной документации в виде
управляющих перфолент и управляю-
щих программ для оборудования
с ЧПУ, а также для передачи техноло-
гической и конструкторской информа-
ции по изготовлению узлов и деталей
АЛ в «гибкие производственные си-
стемы».
Используя «предпроектный анализ»
вновь создаваемого оборудования и
оценивая удельный вес каждого этапа
конструирования объекта, можно осу-
ществить информационную связь каж-
дого этапа с целью создания модели
процесса проектирования АЛ в ЭВМ
как некоторой управляющей надси-

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
119
стемы, автоматически выдающей инфор-
мацию подсистемам технологической
подготовки производства и подсистеме
управления завода-изготовителя АЛ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Вороничев И. М., Генин В. Б.,
Тартаковский Ж. Э. Автоматические ли-
нии из агрегатных станков. М.: Машино-
строение, 1971, с. 334—372.
2.	Гильман А. М. Оптимизация ре-
жимов резания на металлорежущих стан-
ках. — В кн.: Автоматизация технической
подготовки производства. Минск: Изд.
АН БССР, 1977, вып 4, с. 22—23.
3.	Губанов В. В. Основные направле-
ния системы автоматизированного проек-
тирования агрегатных станков. — Тех-
нология производства, научная организа-
ция труда и управления, 1976, вып. 4,
с. 12—16.
4.	Губанов В. В. Применение средств
вычислительной техники при проектиро-
вании агрегатных станков и автоматиче-
ских линий. — Механизация и автомати-
зация производства, 1981, № 5, с. 6—8.
5.	Половинкин А. И. Методы поиска
новых технических решений. Йошкар-
Ола: Марийское книжное издательство,
1976, с. 9.
6.	Снитковский С.Ш., Тарлавский Ф. Вй
Основные принципы автоматизированного
проектирования агрегатных станков. —
Станки и инструменты, 1976, № 8, с. 5.
7.	Тартаковский /Ж.	Э., Вишня-
кова Л. В. Расчет резервов повышения
производительности комплекса автомати-
ческих линий с помощью ЭВМ. — Станки
и инструменты, 1976, № 8, с. 38.
8.	Федоров С. И. Проектирование аг»
регатных станков и автоматических ли»
ний с помощью ЭВМ. — Станки и инстру-
менты, 1975 № 8, с. 9.
9.	Цветков В. Д. Системно-структур»
ное моделирование и автоматизация пре»
ектирования технологических процессов,,
Минск: Наука и техника, 1979, с. 18—32,

Г л а в a 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА
ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Моделирование работы АЛ позво-.
.ляет решать следующие основные за-
дачи проектирования, эксплуатации и
исследования:
- прогнозирование производительно-
сти и других технико-экономических
показателей АЛ на стадии их проекти-
-рования по заданным показателям
надежности оборудования (техноло-
гического и вспомогательного), из
которого АЛ будет скомпонована;
сравнительный анализ различных
структурных схем и компоновочных
решений АЛ для обработки одной и
той же детали, в том числе определение
влияния на производительность и эф-
фективность обработки числа участков,
мест расположения и вместимости на-
копителей, числа параллельных пото-
ков в участках и закрепленных за АЛ
наладчиков;
экспертную оценку действующих ва-
риантов автоматизации процессов и
сопоставление их с конкурирующими
вариантами;
определение законов распределения
времени безотказной работы и времени
восстановления работоспособности АЛ
в зависимости от числа и характери-
стик надежности встроенного оборудо-
вания;
выбор оптимальных конструктивно-
технологических решений на основе
сравнительного анализа и изучения
влияния надежности отдельных узлов
и инструментов на эффективность ра-
боты АЛ в целом;
исследование влияния физического
старения узлов АЛ на ее надежность,
производительность и экономическую
эффективность за период эксплуатации.
Моделирование АЛ на стадии разра-
ботки технического задания на проек-
тирование. Процесс моделирования ра-
боты АЛ состоит из следующих этапов:
постановки задачи исследования; по-
строения математической модели АЛ;
составления программы для ЭВМ, по-
зволяющей имитировать процесс
функционирования АЛ в соответствии
с ее математической моделью, и про-
верки соответствия результатов моде-
лирования реальным данным.
Основу математической модели ра-
боты АЛ составляют модели работы ее
участков, которые рассматриваются
как самостоятельные элементы си-
стемы, характеризующиеся своими
функциями распределения времени
безотказной работы и времени восста-
новления работоспособности. Взаимо-
связи отдельных участков в АЛ уста-
навливаются с помощью аналитиче-
ских количественных соотношений,
учитывающих взаимодействие последо-
вательно- и параллельно-последова-
тельно работающего оборудования
с компенсацией несовпадающих во
времени простоев за счет внутренних
запасов деталёй на линии, создаваемых
в накопителях заделов.
На основании анализа моделей отка-
зов оборудования и данных экспери-
ментальных исследований надежности
в производственных условиях установ-
лено, что время безотказной работы т
каждой единицы оборудования и время
восстановления ее работоспособности,
т. е. длительность единичного простоя
тв, являются случайными величинами
с соответствующими законами распре-
деления.
Вероятность отказа каждого станка
(участка) описывается распределением
Вейбулла
- [4-г (х)]ь
1-е I и J ,	(1)
где — среднее время безотказной
работы станка; Г (х) — гамма-функция
Эйлера; b — показатель степени, опре-
деляющий форму кривой распределе-
ния; х = 1 + 1/&-
По данным производственных иссле-
дований АЛ b изменяется в пределах
О 6 < b < 1,8. В частном случае при
b’= 1	Г(1 + 1/1)= г (2) = 1 и

ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
121
Р {т t} = 1 — е н, т. е. время т
распределено по экспоненциальному
закону.
Время восстановления тв зависит от
вида отказа и описывается суперпози-
цией двух распределений: законом
распределения времени восстановле-
ния оборудования и законом распреде-
ления времени восстановления инстру-
мента.
Закон распределения времени восста-
новления тв имеет следующий вид:
_______^ин^об t
Р{тв>0 = 1 —е 8|гив + О-8* %б (
(2)
где р,ин> р>об — интенсивность восста-
новления при отказе соответственно
инструмента и оборудования; s — доля
отказов оборудования в суммарных
отказах станка (0	8	1).
При статистическом моделировании
одним из основных моментов является
формирование случайных времен tH
и тв по соответствующим законам
распределения. Случайное время ра-
боты станка (участка) по закону (1)
в ЭВМ реализуется, как решение сле-
дующего уравнения:
| =	===/}.	(3)
Решение уравнения (3) реализуется
следующим образом. В ЭВМ по про-
грамме разыгрывается равномерно
распределенное число £ и по значению
этого числа случайное значение вре-
мени работы между отказами вычисля-
ется по формуле
Т = tn/Г (1 + 1/b)	(4)
Формирование случайного времени
восстановления по закону (2) про-
исходит в два этапа.
На первом этапе для определения
причины отказа формируется равно-
мерно распределенное случайное число
из интервала [0; 1 ] и сравнивается
с заданным числом 8. Если 8, то
отказ произошел из-за отказов меха-
низмов станка. Если же >> 8, то
отказ произошел из-за отказов инстру-
мента. После определения причины
отказа формируется второе случайное
число £2 и случайное время восста-
новления
_ ( — Шоб In (§2), если §1 < 8; |
I — Шин In (g2), если §i > 8. J
(5)
Надежность бункерных устройств
учитывается аналогичной вероятност-
ной моделью, и случайное время между
отказами формируется по закону рас-
пределения (1), а случайное время
восстановления — по закону распре-
деления (2). При этом принимается, что
b= 1 и 8 = L
R Для исключения влияния очень
больших и малых значений случайных
чисел т и тв на результаты моделирова-
ния (вероятность появления которых
очень мала, но отлична от нуля)
в математическую модель необходимо
ввести следующие ограничения:
для 1 b < 2
Гц <	4?н;
Гц < тв < 4тв;
для 2 b < 3
Гц < Al < 3?н’>
Гтт	Тв 5^ Зтв,
- для 3 b < 4
Гц < /н 2?н;
Гц < тв < 2тв,
где Гц — время цикла работы станка.
Математическая модель предпола-
гает, что АЛ состоит из пу участков и
каждый участок включает т потоков.
Считается, что участки станков на
линии соединены последовательно,
потоки работают параллельно, т. е.
при отказе одного из потоков осталь-
ные потоки данного участка продол-
жают работать, но производительность
участка уменьшается.
Предполагается, что после каждого
участка установлен накопитель дета-
лей с максимальной минутной вмести-
мостью
Ет. — 2тТ ц?	(6)
где гт — максимальное число деталей
в накопителе. При этом вместимость
нулевого Ет0 и последнего Етпу нако-

122
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
пителей принимается равной беско-
нечности.
Если все участки работоспособны
(участок работоспособен, если хотя бы
один из т потоков работоспособен),
уровень деталей в накопителях зависит
от пропускной способности участков и
может убывать или увеличиваться.
Если же потоки на всех участках рабо-
тают, то вместимость всех накопителей
неизменна при условии, что произво-
дительности участков равны. Детали
передаются от одного участка к дру-
гому, минуя накопитель. Если z-й
участок отказал (Z = 1, 2, ..., пу), то
(г — 1)-й участок может работать, пода-
вая детали в накопитель Б^. После
наполнения накопителя (Ef_i=
= Ет если до этого момента не
ликвидирован отказ на r-м участке,
i — 1-й участок останавливается, воз-
никает дополнительный простой дли-
тельностью т" (/ — 1)-го участка.
Участок i + 1 после остановки г-го
участка продолжает работать до того
момента, пока в накопителе Б[ есть
детали (Ej > 0). При Et — 0 участок
i + 1 останавливается, возникает до-
полнительный простой длительностью
т' (i + 1)-го участка из-за отсутствия
запаса деталей.
Дополнительные простои могут пере-
даваться от первого участка и до по-
следнего и наоборот.
На рис. 1 дана схема, в которой опи-
саны возможные состояния одной эле-
ментарной структуры линии, включаю-
щей три последовательно расположен-
ных участка (с номерами i — 1, г,
i + 1) и два накопителя после участков
i — 1 и I. Меняя значения г, можно
анализировать состояния линии (в дан-
ном случае рассматривается однопоточ-
ное исполнение, т = 1) для любого
числа участков /гу.
На рис. 2 показана схема, дающая
графическое представление о про-
цессе вероятностного моделирования
однопоточной линии, состоящей из
пяти станков (участков). Для каждого
станка формируется время безотказной
работы и длительность его восста-
новления твг-. Затем при заданных
первоначальных значениях вместимо-
сти Ei накопителей Б[ проверяют воз-
можность работы в течение времени t
каждого из участков. Как видно из
рис. 2, первым отказывает участок СЗ,
при этом запас в Б3 уменьшается,
а в Б2 растет. Следующим выходит из
строя участок С5, при этом Е4 запол-
няется деталями. Участок С1 отказы-
вает третьим. Так как в этот момент
запас деталей в Б2 занимает больше
половины его объема, то Б2 вскоре
заполняется полностью, а поскольку
СЗ все еще ремонтируется, то останав-
ливается и С2 из-за переполнения Б2,
хотя отказ на втором участке еще не
наступил. Дополнительный простой
из-за переполнения бункера длится До
момента, пока не начнет функциони-
ровать СЗ. Одновременно с этими собы-
тиями будет возникать дополнитель-
ный простой длительностью т' участка
С4 из-за отсутствия деталей в Е3,
который начнется в момент, когда запас
в Б3 будет равен нулю, а закончится
с началом работы СЗ, когда на С4
начнут поступать обработанные на СЗ
детали.
В программе моделирования нужно
предусмотреть, что АЛ обслуживается
бригадой из N наладчиков, работа
которых организована следующим
образом. Если на каком-либо участке
(потоке) произошел отказ, наладчик
немедленно приступает к его ликвида-
ции. Если число отказавших участков
превышает число наладчиков, возни-
кает очередь из отказавших станков.
После того, как очередной наладчик
освобождается, он приступает к устра-
нению отказа на очередном потоке
другого участка.
При этом времена работы и простоев
участков связывают следующие соот-
ношения:
длительность работы Сго участка
Tpi =	— (TBi + тв г);
общая длительность простоя z-ro
участка
^пр i
длительность дополнительного про-
стоя z-го участка из-за отсутствия
деталей (Ef—i = 0)
= тд-1 ~

Работа
1. Если	работает
2. Если	стоит и
7 .	7 .
г_1 г шах
Простой
1. Если	стоит
из-за собственного
отказа
2. Если стоит и
7 .	— 7 .
г-1 ~ (г-1) шах

1.	Если Z= 0:
а)	работа	не
зависит от работы
б)	работа зави-
сит от работы
2.	Если 0 <	<
< Z(г_1) тах:
а)	работа С^_х не
зависит от работы
б)	работа не за-
висит от работы С^_х
3. Если	х =
~ max;
а)	работа Сг- не за-
висит от работы С- j
б)	работа Cj_x за-
висит от работы С-
Работа
1.	Если Ci l и Сг+1
работают
2.	Если ! стоит,
zi_i > О и C,+t pa-
ботает
3.	Если С}-^ стоит,
Zi-1 > °’ Ci+i стоит’
7 .'7 .
i i max
4.	Если Cj_x работа-
ет, Сг-+1 стоит, Z} <
< Z •
г шах
Простой
1.	Если	стоит
из-за собственного
отказа
2.	Если С} ^ стоит и
Zi_l = 0
3.	С^+1 стоит и Z^ =
= Z •
г max
Рис, 1. возможные состояния 3«участковой АЛ:
ССг-_р—участки АЛ:	Бt—накопители
Бг
1. Если Z} = 0:
а) работа не за-
висит от работы
б) работа Ci+1 за-
висит от работы Cj
2. Если 0 < Z- <
г щах’
а)	работа С^ не за-
висит от работы С^+1
б)	работа Q+1 не
зависит от работы Q
3, Если Z= Z .	:
v I lilaX
а)	работа С^+1 не
зависит от работы
б)	работа Ci зави-
сит от работы С^+1
Работа
1. Если С}
работает
2. Если С}
стоит, Z- > 0
Простой
1. Если С^+1
стоит из-за
собственного
отказа
2. С} стоит и
zi- о
ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ

124
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
Рис. 2. Вероятностный процесс функцио-
нирования на примере 5-участковой АЛ:
Cl, С2, ...» С5 — участки АЛ; Elt Е2,
Es, — запас деталей в соответствую-
щих накопителях; Bt, Б2, Bs, Б± — накопи-
тели АЛ
длительность дополнительного про-
стоя Z-ro участка из-за переполнения
накопителя (Et = Emt)
TBt =	~ (% mi
• Таким образом, ЭВМ имитирует
процесс функционирования линии
с учетом случайных длительностей
работы отдельных ее участков, случай-
ного времени их восстановления,
а также в зависимости от запаса деталей
в бункерах-накопителях в каждый
конкретный момент времени.
Исходными данными для моделиро-
вания являются: среднее время безот-
казной работы каждого потока ZH и
значение показателя степени b (0,5 <
< b < 4); доля отказов оборудования
от суммарных отказов станка е; среднее
время восстановления оборудования
тв. об и время замены инструментов
тв. ин‘> максимальная минутная вме-
стимость накопителей Emt и начальное
значение FQ; число наладчиков N,
обслуживающих линию; длительность
цикла Тц; общая длительность модели-
рования Тмод.
Задается также структура линии
(число участков и число потоков mt
каждого участка).
После выполнения процесса модели-
рования на печать выводятся следую-
щие результаты:
общая длительность безотказной
работы каждого потока 0р —
длительность собственных простоев
каждого потока из-за отказов обору-
дования 20об= 2^в.об;
число отказов оборудования потока
%об;
длительность собственных простоев
каждого потока из-за отказов инстру-
ментов 2®ИН ~
число отказов из-за инструмен-
тов Хин;
длительность дополнительных про-
стоев 2еД0П = каждого Участка
из-за того, что предыдущий накопитель
пуст;
длительность дополнительных про-
стоев 2гв кажД°Г0 участка из-за
того, что последующий накопитель
полон;
длительность простоев потока из-за
ожидания наладчика 2гож‘>
коэффициент готовности каждого
потока
/Сг = 0р/(бр + У| %б + У| 0ин) ~
=SMS/h+S гв. ОбЧ“ Тв. ин)>
коэффициент технического использо-
вания каждого потока
Кт.и = SW(SZh+ S V об +
+ 2Тв.ин+ STb+ STb);
коэффициент использования каждого
потока
*„с = 2 zh/(SZh+ Sv об+
+ S V ин + STb +
-Ь S тв + S Тож) •
Производительность каждого потока
Q =
общее число деталей, обработанных
на каждом потоке за период Гф моде-
лирования,

ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
125
фактическое время моделирования Ниже приводится алгольная про-
Тф (^ф Люд).	грамма моделирования для трансля-
тора ТА-1М.
begin
integer Z,/z,&,£,d,dl,d2,d3,d4,d5,d6;
real a,al,а2,аЗ,а4,а5,а6,а7,а8,а9,а10,all,al2,al3,
al4,al5,t/,c,cl,bl,b2;
М:=3.1459265; 62:=0.54210188;
го'.Р0042(пу Р0042(а14у РОО42(а1Ь)-, POO42(d)-, POO42(d3)\
d2:~2xd', dl:=u-^d; d6:—Q;
begin
array j ,q,ql,q2,z,z3 [l:n];
array A,M,Ml,M2,t,tl,t2,u,ul,u3 [l:dl];
array u2 [l:d2];
Рбб42(^2); Р0042(/и); Р0042(л); Р0042(лй); P0042(z3);
Р0042 (w2);
for Z: = l step 1 until dl do u3[i]:=0;
П000: for i: = l step 1 until dl do
begin m2\i ]:=2r[Z ]:==/! [Z ]:=Z2[Z]:=0; u[Z]: = l; end;
f:=0; al0:=2; a9:=0; a\ = 100000;
r 101: if i^.dl then go to rlOO else go to r 102;
rlOO: i:=f-|-l; ^:=i; go to r50;
rl02: al : = 1000000; Z: = 1F
r20: if Z[Z]<al then begin k:=i; al:=/[Z]; end;
£:=£-]— 1; if i^dl then go to r20 else go to r 103;
rl04: for 7z = l step 1 until dl do Z[Z]:=/[Z]—al;
a9:=a9-|-al;
for i: — l step 1 until n do
begin if ^[Z]>0 then all:=l/^[Z] else all:=0;
if Z2[Z]>all then go to rl09 else go to rl 10;
rl09: t[Z]: —t[ZJ+Z2[Z]; rllO: end;
if t [&]>0 then go to rl06 else go to rl05;
rl05: al0:=0; go to r50;
/'106: if a9<al4 then go to rl02;
for Z:=l step 1 until dl do ul [Z]: = (a9—Zl [Z])/a9;
for Z: = l step 1 until dl do
begin if abs (u[i]—ul[Z])>0.005 then go to r 125; end;
for Z:=l step 1 until dl do a3[Z]:=a3[Z]4»al [Z];
б/6:=г/6+1; if d6<d5 then go to rlOOO;
P0140 (0,а[П, 1, n); РМ40"(0Г?2[ 1 ], 1, n);
P0140 (ОлИИ, 1л); Р0140(0л[1 ],1, dl);
P0140 (0, гЗ[1 ], l,dy P0140 (0,a2[l], 1+^2/10,10);
for Z:=l step 1 until dl do ul [г]:=лД/]/(лф]+^[Z]);
P0140(0, Щ1], l+Zl/10,K)); P0143(n,J,J5,al4);
go to rl08;
H25: for i: — l step 1 until dl do u[i]:=al [Z];
go to rl02;

126
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
г 103: r/:=0; for f:=l step 1 until n do
begin Z2[Z]:=0;	=	[Z]— л/2 [Z])Xz/2[1 \Im1 [Z ];
ql [Z]: =/7[Z]; end;
j:=n+l; d4: = 1;
/*152: if м2 [j ]>0 then go to rl50 else go to rl51;
rl50: i:~u2[d4]; е:=и2[б/4]-|~м2[d4-|-1 ]—1;~
for d3:=i step 1 until e do ql [2Z3]:=O;
rl51: j.-H+I? г/4:^4+2Г
if j^cdl then go to rl52;
a6:=2; go to rlO;
r51: a2: = 100000; Z: = l;
r21: if Z [Z]>r/ then go to r22 else go to r23;
r22: if a2>l[i] then a2\ — l[i} else go to r23;
r23:	1; if Z^(/z—1) then go to r21;
r52: if a2<Za then go to r53 else go to r54;
r53: if n2^nl then go to r54 else go to r55;
гбб: яЗ:=я2—у; я5:=0; go to rl 1;
r57: y:—a2-t n6:=0; go to rlO;
r59: я2: = 100000; Z:=H;“
r60: if l[i]>y then go to r61 else go to r62;
r61: if a2>l[i] then a2: = l[i] else go to r62;
r62: Z?=Z-hl; if Z^(/i—1) then go to r60 else go to r53;
r54: n3:=nl—y; n5:—2; go to rl 1;
r58: go to r 104;
r 10: E^T;
r3: if 2:[Z]>0 then go to r2 else go to r4;
r4: e:=i;	’	—
r5: i£ г[е]>0 then go to r2;
if ql [e-}-l bC^l [<?] then go to r2;
71 [e+1 ]:=?! [e]; e:=e+l;
if e^(n—1) then go to r5 else go to r2;
r2: if 2r[Z]O3[Z] then go to rl;
e:=i;
rl: if z[e]O3[e] then go to rl;
if ql [e] >z/l [e+l ] then go to r8 else go tori;
r8: ql[e]:=ql [e+1]; e:=e—l;
if e^>l then go to r7 else go to rl;
rl: z7—Z-|-l; if~Z^fn—1) then go to r3 else go_ to r49;
r49: Z: = l; “	— -
r25: if z3[Z]>0 then go to r26 else go to r27;
r26: if ql [Z ] >ql [i +1 ] then go to r28 else go to r29;
r29: If ql [i ]<<?1 [Z+1 ] then go to r30 else go to_r27;
r27: T[i]:=a; go to r31;
r28: l[i]:=y+^3[i]-z{i])l(ql[i]-ql[i+l]); go to r31;
r30: l[i]:=y+z[i]/(ql U+l]~ql[i]); go to r31;
r31: f:=i+l; if Z<(/z—1) then go to r25;
if я6>1 then go to r51 else go to r59;
rll: Z7==l;	~

Задачи моделирования
127
/12: п4:=2[/]-|-аЗХ (yl [f ] —7IU4-I]);
if я4*<0 then go to г 14;
if a4>z3[i] then go to rl3 else go to rl6;
/*13: z[1 j\—z3 [1 ]; go to rl5;
/*14: z[i]:_0; go to /*15;
rl6: z[i]:—a4; go to /*15;
/*15: i:=i+1; if —1) then go to rl2 else go to rl7;
rl7: f: = l; “	"	'
/*32:	+(7li] — ql [i ])X a3lq2 [i ];
if ql [f]>0 then go to rl20 else go to rl21;
/*120:12 [i]:—t2 [l]+(qTi]~^ql U]W~a37j[i];
rl21: i:—i-{-l; if then go to r32;
if n5>l then go to r58 else go to r57;
r50; a4:=Ml[k]—M2[k]; al 1:=я4Х л [&];
al2-=M2[k]XM [k]\ al3:=all/(all+al2);
c\~M-|-b2; bl\—b2\ if c<4 then go to /*200;
c:=c—4; r200: b2:=c; c:—c/4;
if al3^>c then go to /*73 else go to r72;
/*72: M2[k]:=M2[kJ— 1; go to^r76;
/*73: M2[k]:=M2[k]~l-l; go to r76;
/*76: c: = bl-j-b2; bl: = b2; if c<4 then go to r201;
Z [&]:=—(In (c))/( (mI [k]—M2 [M)X л [^]+^2[^]X M[kj);
tl [£]:=/! [k}+t[k]XM2\k]!Ml [£];
if al0>l then go to r 101 else go to rl06;
/*108: for i: = l step 1 until dl do u3[i]:=u3[i]/d5;
P0140(0, иЗТГ], 17^)Fgoto7o;
end;
end;
Для вычисления коэффициента го-
товности АЛ произвольной структуры
по приведенной программе исходные
данные подготовляют и вводят в сле-
дующем порядке:
1)	число участков (значение иденти-
фикатора п); вводится оператором
Р0042 (/г);
2)	время моделирования для одной
реализации (значение идентификатора
al 4); вводится оператором Р0042
(а14);
3)	число накопителей (значение
идентификатора d); вводится операто-
ром Р0042 (d);
4)	число реализаций моделирования
для заданной структуры (значение
идентификатора d5); вводится опера-
тором Р0042 (б/5);
5)	номинальная производительность
участков (значения элементов массива
Q2 [1 : /г]); вводится оператором
Р0042 (?2);
6)	интенсивность восстановления
одного потока участков и накопителей
(значения элементов массива м [1 :
: dl ], готовятся по табл. 1);
7)	интенсивность отказа одного по-
тока участков и накопителей (значения
элементов массива л [1 : dl ], готовятся
по табл. 1);
8)	количество потоков по участкам и
накопителей (значения элементов мас-
сива м! [1 : dl ], готовятся по табл. 1);
. 9) вместимость накопителей (значе-
ния элементов массива z3 [1 : dl ]);
вводится оператором Р0042 (гЗ);
10) информация об области действия
накопителя, т. е. при отказе накопи-
теля (значения элементов массива
и2 [1 : d2]y, вводится оператором
Р0042 (и2).

128
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
1. Порядок подготовки исходных данных
Поряд- ковый номер	Исходная информация	Соответствие исходных данных и структуры						
		№ участка				№ накопителя		
		1	2		п	1		(и—1)
6	Интенсив- ность по- тока восста- новлений	Hi	Ц2	Вводится оператором Р0042 (м)	Ин	Ина Ki		Ннак/1_1
7	Интенсив- ность по- тока отказов		С02	Вводится оператором Р0042 (л)		°HaKt		'°накл-1
8	Число пото- ков по участкам и накопители		т2	Вводится оператором Р0042 (лИ)	тп	1		1
Результаты расчета печатаются
в следующей последовательности:
1)	коэффициент готовности по всем
участкам; печатается оператором
Р0140 (0, и [1], 1, л);
2)	номинальные производительности
участков; печатаются оператором
Р0140 (0, q2 [1], 1, /г);
3)	число потоков по всем участкам;
печатаются оператором Р0140 (О,
м1 [ 1 ], 1, п);
4)	интенсивности восстановлений по
участкам; печатаются оператором
Р0140 (0, м [1], 1, /г);
5)	вместимости накопителей; печа-
таются оператором Р0140 (0, гЗ [1],
1, (п- 1));
6)	информация об области действия
накопителя; печатаются оператором
Р0140 (0, и2 [1], 1 + б/2/Ю, 10);
7)	собственные коэффициенты готов-
ности участков и накопителей; печа-
таются оператором Р0140 (0, и\ [1],
1 + dl/10, 10);
8)	число участков, накопителей,
реализаций и время моделирования
для одной реализации; печатаются
оператором Р0143 (zz, d, d5, а14);
9)	усредненные значения коэффи-
циента готовности участков по всем
реализациям; печатаются оператором
Р0140 (0, иЗ [1], 1, п\
Пример. Определить коэффициент го-
товности АЛ со следующими параметрами:
1) число участков = 3; 2) номинальная
производительность участков QH1 =
= 2 шт/мин, Qh2 = 2 шт/мин, Qjj3 =
= 2,4 шт/мин; 3) число накопителей — 2,
вместимость каждого 2?н = 32 мин; 4) ин-
тенсивность восстановления одного потока
по участкам: щ — 0,2 1/мин, ц2 —
= 0,2 1/мин, ц3 = 0,2 1/мин, Цнак1 =
= 0,4 1/мин; Ныак'2 = 1/мин; 5) ин-
тенсивность отказа одного потока по уча-
сткам; 0Ц = 0,067 1/мин, (02 — 0,067 1/мин,
(03 = 0,05 1/мин, ©Н1 = 0,004 1/мин;
й>Н2 ~ 0,004 1/мин; 6) число потоков по
участкам — 4, т2 = 4, т3 — 3; 7) пер-
вый накопитель расположен между 1-м
и 2-м участками, второй накопитель —
между 2-м-и 3-м участками (при отказе 1-го
накопителя простаивают 1-й и 2-й участки,
а при отказе 2-го накопителя — 2-й и 3-й
участки).	<
Исходные данные (см. выше) готовятся
в следующем порядке: 1) 3 (число участ-
ков); 2) 10000 (время моделирования для
одной реализации в минутах); 3) 2 (число
накопителей); 4) 10 (число реализаций,
принимаемое из соображения повышения
достоверности результатов моделирова-
ния); 5) 2; 2; 2,4 (производительность уча-
стков); 6) 0,2; 0,2; 0,2; 0,4; 0,4 (интенсив-
ность восстановлений); 7)	0,05; 0,05;
0,004; 0,004 (интенсивность отказов); 8) 4;
4; 3 (число потоков по участкам); 9) 32;
32 (вместимость накопителей); 10) 1; 2;
2; 2 (информация об области действия на-
копителей).
Результаты расчетов печатаются в сле-
дующей последовательности: 1) 0,7820X
Х10°; 0,7810-10°; 0,6510-1 0° — коэффи-
циенты готовности участков по последней
реализации; 2) 0,2000-101;	0,2000-101;
0,2400-101 — номинальные производитель-
ности участков; 3) 0,4000- 101; 0,4000-101;
0,3000’10^ » число потоков по участкам;

ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ
129
4)	0,2000-10°;	0,2000-10°;	0,2000-10°;
0,4000-10°;	0,4000-10° — интенсивность
восстановления по участкам и накопите-
лям; 5) 0,3200-1 О2; 0,3200-102 — вмести-
мость накопителей; 6) 0,1000-101; 0,2000Х
ХЮ1; 0,2000-101; 0,2000-1 О1 — информа-
ция об области действия накопителей;
7)	0,8000-10°;	0,8000-10°;	0,7500-10°,
0,9900-10° — собственные коэффициенты
готовности участков и накопителей;
8) 0,3000-101 — число участков; 0,2000-101
— число накопителей; 0,1000-Ю2 —
число реализаций; 0,1000-Ю5 — время
моделирования для одной реализации;
9) 0,7783-10°; 0,7815-10°; 0,6525-10° —
усредненные значения коэффициента го-
товности участков по десяти реализациям.
Анализ существующих методов рас-
чета АЛ показывает, что современное
состояние теории позволяет выполнить
расчет линии практически любой самой
сложной компоновки. Однако исполь-
зование этих методов на предваритель-
ной стадии проектирования, когда
необходимо одновременно оценить
большое количество вариантов воз-
можных решений, затруднительно
из-за сложности и большой трудоем-
кости расчетов. Основная трудность
расчета как автоматических, так и
поточных линий со сложной структур-
ной схемой состоит в определении
коэффициента возрастания простоев у,
зависящего от числа участков или
станков. Моделирование более 1200
вариантов компоновок однопоточных и
многопоточных линий позволило экспе-
риментальным путем найти значение
функции у = f (В, пу, а) и построить
соответствующие графики для числа
станков (участков) пу = 2ч-14 (рис. 3).
Эти графики по исходным значениям
удельной длительности настройки
каждого участка Bi, величине обобщен-
ной вместимости накопителя между
участками а — для данного /гу
позволяют определить значение уп.
Расчет производительности линий
с Вг = В2 = • • • = ВПу. По получен-
ному значению уп производительность
однопоточной линии
О - 60р	1
гц (1-НВМп) • W
Число потоков mi на каждом участке
уменьшает коэффициент возрастания
простоев на величину 1/]/’т7, поэтому
производительность многопоточной
5 П/р Волчкевича
ЛИНИИ
1
----------XV (8>
уп — коэффициент возрастания
"’ПОП пплттлгтг.-
где уп — коэффициент возрастания
простоев последнего участка, который
определяется по графикам для задан-
ных значений пу, В, а; р — число
изделий, выдаваемых одним потоком за
цикл. Рассмотренный подход к расчету
производительности линий дает доста-
точно точные результаты и в случае,
когда внецикловые потери Bi различ-
ных участков отличаются не более чем
на 10—15% (Bt « В2 « В3 « ... «
Вп). При этом
п 60р	1
Гц
— ДЛЯ

однопоточных АЛ, (9)
а —	________1_____ _
Гц	Пу
4=
1+4-4-
/гу
для многопоточных АЛ. (10)
Расчет производительности АЛ с
Bi 4= В? 4= • • • 4= Вп- В тех случаях,
когда внецикловые потери участков
АЛ отличаются более чем на 15%,
производительность рассчитывается по
следующим формулам:
п 60р m
-уп- - 	— для однопоточных
Цг i
линий;	(11)
п 60p/Wj
Ч = —7г. —	— ДЛЯ многопоточ-
7 цг min
ных линий,	(12)
где
К<1>, ....
КЛ = min (----------- .
1	1
1 + 5/Tn(aj2))J’
/<=min {7ф, /ф, . .	<>};
i	*

130
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
1
= min
1
1
1 + .

_m	тцг U+1)
=	--------2-----’
/пч	Тщ	%пй .
mt — число потоков f-ro участка;
р,- = 1/твг- — интенсивность восста-
ние. 3. Графики зависимости коэффициента наложенных потерь от обоб
а — для 2-участковой АЛ; б — для 3-участковой; в — для 4-участковой;
для 8-участковой; з — для 9-участковой; и —для 10-участковой;

131
ЗАДАЧИмоделирован^
новления одного потока Аго участка;
ТЦг — длительность цикла одного по-
тока /-го участка; zmt — максималь-
ная вместимость накопителя, встроен-
ного перед Z-м участком, шт.; zm u+d—
максимальная вместимость накопителя,
встроенного после Z-го участка, шт.
Порядок расчета производительности
АЛ показан в табл. 2.
1
i}5
накопителя и удельны*
U;4
Н)
В участка М-
2,5
2,0

7/

0,1
потерь^	7.участковойj Ж ~*
	4 я _ для 6-участковой; е __	13.участковои
, 5-участковой; д __ Л 12.участковои.
11 «участковой,
щенного запаса |лТц2
а -
к - для 1 - -
5*
Примеры. 1. При выборе структурно-
компоновочной схемы нужно рассчитать
производительность однопоточной (m — 1)
шестиучастковой АЛ (Пу = 6) с близкими
значениями потерь участков (рис. 4).
Между участками расположены накопители
вместимостью z ~ Е — 70 деталей. Сред-
нее время восстановления участков тв =
= 7 мин; длительность цикла обработки
(Тц) на всех участках одинакова и равна
2,5 мин.

132
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
I. Формулы для расчета производительности АЛ
	е	Sd J Се е Q =i II		'Ss oq О е 'Те ?- £ oq +	1			— e и c cd-4 e ~e II		
									£ II — e g. 1(3 bS	co Й g
						(	£ 4-			
						II				
			J — е						a II	
		со		X—	r4					
	7 е	Scq £ N 11 £ Si S ,а Чч	1£ —J	Л oq di Q i oq	g N 11	M Si i IQ	s=r	> si~“	< й i i Г Si h is 4 X	C7 i — e о e Si II — e	Cl X 5 7 g Q N ZS. и 7 ^7	co i e
		=3. II		+ II	=i II	II			>	
4Ь участка		d ’С со II g N '£г	-ч	oT "q oT +	g T II N 1 s.^ *£ :S	II _ S-	oq”* oq	тг c ZT ё 2- II	g J| N	co g~
		=Г и	J	1	II		+		II	
		и					II		II	
	со	Jh со С=Г со й. II —со |<3	J ^7	aq — CO Q co oq + 1 co J	ф II N । -	<M co	jzf — CO	t IQ co =i II	II c7	z-co cq c7 •—co C ?• co oq + II	—co U й dd~' Ё II — CO	g N «	o. Cl	!=f —co Ь-ч IQ	’ g s II
		1	J	aq + 1	gL II w 1 S’ IQ	E~-( II	JI s	of s JT of + II	5 e ™ и "ST	1	
IfV Ed		KBHhOXOUOH’n'Q							Ы2Н -hOXOUOJOHW	

Продолжение табл. 2
Структу- ра АЛ	№ участка				
	1	2	i	п — 1	п
Многопоточная	By = ШуВу	В2 = т2В2	B'i = miBi	Вп-\ = пп-\Вп-\	Вп = тпВп
	c(i) =	!	 1 + ^!	с(1) _ с2 “ 1	4‘> = 		1	c(i) _ сп-\~ 	1		с<1) = п ________1	
		1 +В2 [Vzz (4^’ 1 в,)]	~ 1+К-Ь„(41)- я;)]^	1 +5/г-1 hn (4-1 ’ 1	1
	al<2>-^l £	2 ’	42)=h2>^F		42-\-^n-i х (П-1) 2т (7г_1) mn_i	2	—
		[		с(2) = с2 	1		42,= 	1		с(2) _ сп-\~ 		1		,(2) _	1 П	1+Вп	
	_ *+в1 [?„ (й1(2)’ r\i Vmt в1)]	1 +В2 1уп (42)* 1 ^)J	l+B'i[yn(a^'	~ 1+зп-1КН-г 1 <-i)] к'п(п-1)	
	== min 42)} .	= min {41*. 42)1		/(р) = min	, 42)}	е,-	K^=min{c^,
Примечание. Для однопоточной АЛ	= min {	’ для многопоточной	= min { а{2\ К^2\	К.^ }.					
ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ

3. Пример расчета производительности многопоточной АЛ
№ участка			
1	2	3	4
—	/П	1 з 70 cAL) —		 7,5 2	7 2	2	-d)	1 12 70	,4 4 -у—— = 15	+> = ±.1^.^ = 11,25
в'х--- ЪВХ =0,25	#2 = 2£2 = 0,19	Bq === 4Bq = 0,33	в\ =ЗВ4 = 0,25
	4° =	!	Г = 0,805 V2 1 + 0,19.1,4 Г	41) 		!	г = 0,734 о	1 1 + 0,33-1,2 У	с (1) =	!		 = 0(774 тЛз 1 + 0,25-1,3 У
	-(2)	1 3 70	_ 4)=-у—=7*5	S(2) = _L.22.20 =1б 3	7	4	2	°	—
с}2) =	5	— = 0,774 /3 1 + 0,25-1,3 У	42> 		!	j- = 0,805 т<2 1 + 0,19-1,4 г	с(2) =	!	— = 0,734 о	1 У4 1 4-0,33-1,2	с(2)	1.	= 0,8 4	1+0,25
к\^ = min {0,8; 0,774} =0,774	К^ = min {0,805; 0,805} =0,805	= min {Q,734; 0,734} = = 0,734	= min {0,774 ; 0,8} =0,774
Примечания: 1. Значения коэффициента у выбираются из графиков для пу = 4 (см. рис. 3). 2. Для многопоточной АЛ	= min {О’774» 0’805; 0,734; 0,774} =0,734.			
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ

'МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ
135
Рис. 4. Структурная компоновка АЛ:
7 — 1-й участок с потерями ~ 0,123; 2 — 2-й участок с В2 = 0,132; 3 — 3-й участок
с В3 = 0,104; 4 — 4-й участок с В4 = 0,096; 5 — 5-й участок с В5 = 0,111; 6 — 6-й уча-
сток с В& = 0,123; I — V — накопители между участками одинаковой вместимости (Ет =
— 70 деталей);
Производительность АЛ
Для определения ув вычислим среднее
значение внецикловых потерь В и обоб-
щенную величину вместимости накопи-
телей а по формулам
_	6
В= S =
i=l
(0,123+0,132+0,104+0,096+
+0,Ш+0,123)/60,114;
а = 1/тв7цгт/2 = 1/7.2,5-70/2 = 12,5.
Для полученных значений В и а для
иу = 6 (см. рис. 3) определим у6 = 1,265.
По формуле (9) вычислим производитель-
ность АЛ
Q = 60/2,5.1/(1+0,114-1,265) ^20,9 шт/ч.
2. Необходимо рассчитать производи-
тельность многопоточной и многоучастко-
вой АЛ. Линия состоит из четырех уча-
стков (Пу = 4) со следующими пара-
метрами (рис. 5): тв = 7 мин; Ет —
= 70 шт.;
1)	число потоков на 1-м участке тг = 3,
потери всего участка т^В^ — 0,25; рабочий
цикл на одном потоке Т — 2,25;
Рис. 5. Структурная компоновка АЛ;
1—4 — потоки соответствующего участка;
I — 111 — номера накопителей (Ет70)
2)	число потоков на 2-м участке т2 — 2,
потери всего участка т2В2 = 0,19; ра-
бочий цикл на одном потоке Гц = 1,5 мин;
3)	число потоков на 3-м участке т3 =
= 4, потери всего участка m3B* = 0,33;
рабочий цикл на одном потоке = 3 мин;
4)	число потоков на 4-м участке т4 = 3,
потери всего участка т4В4 — 0,25; рабо-
чий цикл на одном потоке Гц — 2,25 мин.
Расчеты коэффициента технического
использования АЛ сведены в табл. 3. На
основании расчетов, приведенных в табл. 3,
производительность АЛ
Q — 60-4-0,73/3 « 58,4 шт/ч.
МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ
Однопоточные АЛ характеризуются
следующими параметрами: числом
участков иу; средней наработкой на
отказ каждого участка ta-, средним вре-
менем восстановления каждого участка
тв; средней наработкой на отказ каж-
дого накопителя н; средним временем
восстановления каждого накопителя
тВо н; интенсивностью потока отказов
каждого участка св = 1/7н; интенсив-
ностью потока восстановления каждого
участка pi = 1/тв; интенсивностью по-
тока отказа каждого накопителя сон =
— 1/^h.hJ интенсивностью потока вос-
становления каждого накопителя piH =
— 1/гв. + номинальной производитель-
ностью участков Сц = 1/Гц.
Двухучастковые АЛ в зависимости
от соотношения надежностных пара-
метров участков и соотношения их
производительностей могут быть выпол-
нены в четырех вариантах.
1.	Интенсивности потока отказа
оборудования участков равны (coj. =
= со2); интенсивности потока восста-
новления оборудования участков равны
(pii = pt2); номинальные производи-

136
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
тельности участков равны (фц1 = фц2).
В этом случае коэффициент готов-
ности АЛ
/ 13
^ = (р6 + р2+р8+р11)/У; pi,
11=1
(13)
где
Pl~ ЕтТ-в£ Р%~ Ет^,
Рз =	+ Ин);
Р^~ЕтТц2<0н/(|И + Ин) >	=
= ЕтТ^2 [о)нН1/(Н1 4~ Ин) + Hi] 1/®Г,
Pq — ЕщТ^ {[<£нН1ЛН1 + Ин) +
+ Hi] wh/<0i + 2o)H|i1/(|x1 + Ин)}/Нн;
Pq = А,/П7ц2С01/|11; Р8 — 1/сог, Р$ =
=	[р10 = (он/о)1|хн; Рц = 1/<»1;
Pi2 =	Р13 = о)н/®1Нн-
2.	Интенсивности потока отказа
оборудования участков не равны
(сох =£ о)2); интенсивности потока вос-
становления оборудования участков
не равны ({цх =4= р,2); номинальные про-
изводительности участков равны
(Qm = фц2). В этом случае коэффи-
циент готовности АЛ
/ 13
Хг - (Р1 + Р6 + Р8 + Рц)/ Д pi’
(14)
Pl а-1 [exp (аЕтТд2) — 1]; Р2 =
= а"1 [ехр (аЕтТЦ2) — 1]; Рз =
= Pi (®1 + С°2)/(Н1 + Иг); р^ —
= Р1О)Н/(И1 + Ин); Рь= ^1с°н/(и2 +
+ин); Р^ —- ЬР1, Pq —
= Р\ («н/Нн) [b +	+ Ин) +
-ф Н2/(И2-И Ин)]; р$ = Vw2;
р$ ~ ^в^н/Нн; = Ми1 + р8oa/hi;
Р11 = [ехр (аВт^цг)]/®!; ^12 —
= ^цС0н/Ин; ^13 =
— [ехр (аАтТ,ц2)]/р-2 4“ Р 11°ЫН2;
b = [l/(wi + ^г)] [Hi + Н2 4-
4~ оэнН1/(Н1 Ин) 4- с°нИ2/(И2 + Ин)];
а = со2# 4- (wi + ^г) Н1/(Н1 + Иг) +
4- (0н|Цн/(Н2 + Ин) — Н2 —	«н-
3.	Интенсивности потока отказа
"оборудования участков произвольные
((Oi = со2 или со! =£ (о2); интенсивности
потока восстановления оборудования
участков произвольные (pix = р,2 или
Нх^Нг); номинальная производи-
тельность 1-го участка больше номи-
нальной производительности второго
участка (<?ц1 > <?ц2). В этом случае
коэффициент готовности АЛ
Лг=(Р2 + Рз + Р9у/д^> (15)
где
/’1 = (1/г1) (Л— 1) — (l/r2) (В-1);
Р2 = (Г1-с)(А-1)/(М-
-(г2-с) (В - l)/(r2d); Р3 =
= В2 (а — 1) wH/(|-ii + Р-н) +
4-	В1а<он/(|л1 + (хн); Pt = (а — 1) В2 +
4-aPi; Рв = Р1®н/(Р-г + Нн); рз =
= (Р 2®н + РзР1 + Р вР-гЭ/Нн; Pi~
= Р4<й2/(Р1 + Рг) + Р 1®1/(Р-1 + р-2);
р8 = (а — 1) (п — r2)/(dpi); Р9 =
= Р12а/(ох; Р10 = Р9®н/рн; Рц =
= Р9®2/р2 + Pi3a/p2; Р12 =
= А [(гх — с) (а — l)/d + <*] —
-B[(r2-c) (a-l)/d + a]; Р13 =
— А - В', ex = Q4i/Q42; о. — pi 4"
4- ®нР1/(Р14" Рн) — (®х 4- ®2) /(а	1);
Ь = [ 1/(а — 1)] [арх 4- ар1®н/(Р14-
4” Рн) 4- р2 4- р2®н/(р2 4~ Рн)];
с — (Pl (W1 4" «С02)/(Р1 + р2) +
4" ®нРн/(р2 4- Рн) ®н р2 ®i]/a;
d = (<о2/а) [1 4- Pi (« 4- i)/(pi 4- р2)];
Г1 = [с + а 4- К (с —а)2 4-4М]/2;
г2 = [с а — ]Л(с — й)2 + 4Z?d]/2;
А = ехр (^ЕтТц2);
В --- ехр {г2 Вт7’ц2).
4. Интенсивности потока отказа
оборудования участков произвольные
(о)! = о)2 или со! =4= (02); интенсивности
потока восстановления оборудования
участков произвольные (р,х = р,2 или

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ
137
Р1=И=р12); номинальная производи-
тельность 1-го участка меньше номи-
нальной производительности второго
участка ((?щ << (?ц2). В этом случае
коэффициент готовности АЛ

(16)
где
= (1/^1) (Д_1)_(У/Г2) (Г-1);
Р2 = (Г2 + с)\ (Г - 1) P/(dr2) -
- (г, + с) (Л — l)/(6Zrx); Р3-
-- Р 1С0н/(Р'Н + И1) > ^4 —
= (1 — а) Р2/а + Pj/а; Р5 =
= Р2 (1 — а) <£н/[а (рн 4" Иг)] +
+ AiCOji/fa (iiH + Р2)]; Р6 =
= -Р2 (1 — а) G>i/[a (p>i + jx2)] +
+ Pi (о)2 + coi/a)/(p,i + р.2); Р7 —
(Р2о)н + РзР1 + ^5р2)/рн; Р&=
= (r2 — fl) (1 — а) Д/(ар,2); Р9 =
= ^1з/®2‘,	— А9(Пн/цн; Рц —-
= (Р 9ю! + ^12)/pi; Р12 =1 — V\
Р13 = Piz/a — (1 — а) (Г1 + с)/(ad) +
+ (1 — а) (г2 + с) V/(ad); а =
~ С?Ц1/С^Ц2>
. А = ехр (иЕтРцз);
V =-- ехр [(гх — г2)ЕтТц2];
W — ехр (г2ЕтТц2);
а ~ (Ца/а) [ 1 + ®н/Рн + Р2)] —
— (а>! + со2)/(1 — сх);
b = {(Р2М) [1 + а»н/(Рн + Р2)] +
+ Р1 + Р1<^н/(Рн + Р1)}/( 1 — а) >
с = [p2/(pi + Р2)] (о)2 + со^а) +
+ 0)и [рн/(Рн + Pl) — 1] - Р1 — 0)2;
d = coi + (1 — а) (pi + р2)];
г± = [—а — с + К(а — с)2 + 4bd]/2;
г2 =- — [а + с + К (а — с)2 + 4^]/2.
Для расчета производительности АЛ
можно пользоваться и табличным мето-
дом, с помощью линейной интерполя-
ции. С этой целью в табл. 5 приведены
расчетные значения коэффициента
готовности АЛ для различных значе-
ний а = (?щ/(?ц2, коэффициент готов-
ности 1-го участка /СГ1, коэффициент
готовности 2-го участка АГ2, коэффи-
циент накопителя /Сгз и вместимость
накопителя Е, измеренная в минутах
работы 2-го участка с номинальной
производительностью фЦ2.
Для расчета коэффициента готов-
ности АЛ с заданными параметрами
{а, /Сгз, Кг2, Кп, ?} из табл. 4 выби-
рают значения коэффициента готов-
ности для 32 вариантов различных
значений исходных параметров (а,
/Сгз, Аг2, Кп, г}, удовлетворяющих
следующим неравенствам: а' < а <С
< а"; к;3< Кг3< х;3; Х'2< хг2<
< х;2; К'г1 < ХГ1 < к;,; Z' < г< г".
Сочетания исходных параметров, для
которых выписываются значения коэф-
фициента готовности из табл. 4, при-
ведены в табл. 6. На основании выпи-
санных 32 значений коэффициента
готовности по формулам, приведенным
в табл. 6, вычисляется коэффициент
готовности исходной АЛ с заданными
параметрами.
Пример. Рассчитать коэффициент го-
товности АЛ со следующими структурными
параметрами:	номинальная производи-
тельность 1-го участка = 1,1 щт/мин;
номинальная производительность 2-го
участка — 1 шт/мин; коэффициент
готовности 1-го участка КГ1 — 0,87; 2-го
участка Кг* = 0,85; накопителя КГз =
= 0,95; вместимость накопителя обеспе-
чивает работу 2-го участка с номинальной
производительностью в течение 24 мин.
В соответствии с табл. 5 выписываем
32 значения коэффициента готовности
из табл. 4 и заполняем табл. 7. Вычисле-
ние приближенного значения коэффи-
циента готовности проводим на основании
табл. 6. Результаты расчета сведены
в табл. 8.
Многоучастковые АЛ. Расчет ожи-
даемой производительности много-
участковых однопоточных АЛ с нена-
дежными накопителями является
весьма сложной задачей, точное реше-
ние которой при помощи существую-
щих математических методов получить
нельзя. В связи с этим на практике
приходится пользоваться оценками.
Рассматриваемый ниже метод основан
на том, что надежность любой единицы

138
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
4. Расчетные значения коэффициента готовности АЛ
а	Кз (М	к2	Ki	zm.T ц2				
				4	8	16	32	64
0,8	0,95	0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,40 0,44 0,49 0,53	0,43 0,49 0,52 0,55	0,45 ' 0,51 0,54 0,56	0,46 0,53 0,56 0,56	0,46 0,54 0,57 0,56
		' 0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,42 0,48 0,53 ’ 0,59	0,45 0,51 0,56 0,61	0,46 0,53 0,59 0,64	0,46 0,54 0,61 0,65	0,46 0,54 0,61 0,66
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	 0,44 0,51 0,57 0,63	0,46 0,53 0,59 0,66	0,46 0,54 0,61 0,67	0,46 0,54 0,61 0,-68	0,46 0,54 0,61 0,69
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,45 0,53 0,60 0,67	0,46 0,54 0,61 0,68	0,46 0,54 0,61 0,69	0,46 0,54 0,61 0,69	0,46 0,54 0,61 0,69
0,83	0,975	0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,41 0,46 0,50 0,54	0,45 0,50 0,53 0,56	0,47 0,53 0,56 0,57	0,49 0,55 0,57 0,57	0,49 0,56 0,57 0,57
		0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,44 0,50 0,56 0,61	0,47 0,53 0,59 0,63	0,49 0,56 0,62 0,66	0,49 0,57 0,64 0,67	0,49 0,57 0,65 0,68
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,46 0,53 0,60 0,67	0,48 0,55 0,62 0,69	0,49 0,57 0,64 0,71	0,49 0,57 0,65 0,73	0,49 0,57 0,65 0,73
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,48 0,56 0,63 0,71	0,49 0,57 0,64 0,72	0,49 0,57 0,65 0,73	0,49 0,57 0,65 0,73	0,49 0,57 0,65 0,73
0,8	0,99	0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,41 0,46 0,50 0,54	0,44 0,49 0,53 0,56	0,46 0,52 0,56 0,58	0,48 0,54 0,58 0,58	0,48 0,55 0,59 0,59
		0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,43 0,49 0,55 0,60	0,46 0,52 0,58 0,63	0,47 0,54 0,61 0,66	0,48 0,55 0,63 0,68	0,48 0,56 0,63 0,69
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,45 0,52 0,59 0,65	0,47 0,54 0,61 0,68	0,48 0,55 0,63 0,70	0,48 0,56 0,63 0,71	0,48 0,56 0,63 0,71

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ
139
Продолжение табл. 4
а	К, (*н)	к2	Kt					
				4	8	16	32	64
0,8	0,99	0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,47 0,54 0,61 0,69	0,47 0,55 0,63 0,70	0,48 0,56 0,63 0,71	0,48 0,56 0,63 0,71	0,48 0,56 0,63 0,71
1	0,95	0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,47 0,51 0,54 0,57	0,50 0,54 0,56 0,57	0,53 0,56 0,57 0,58	0,55 0,57 0,58 0,58	0,56 0,58 0,58 0,58
		0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,51 0,57 '0,62 0,65	0,54 0,59 0,64 0,66	0,56 0,62 0,66 0,67	0,57 0,64 0,67 0,67	0,58 0,65 0,67 0,67
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,54 0,62 0,68 0,73	0,56 0,64 0.70 0,75	0,57 0,66 0,72 0,76	0,58 0,67 0,74 0,76	0,58 0,67 0,75 0,77
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,57 0,65 0,73 0,81	0,57 0,66 0,75 0,82	0,58 0,67 0,76 0,83	0,58 0,67 0,76 0,84	0,58 0,67 0,77 0,85
1	0,975	0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,48 0,52 0,55 0,58	0,51 0,54 0,57 0,58	0,53 0,57 0,58 0,59	0,56 0,58 0,59 0,59	0,57 0,59 0,59 0,59
		0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,52 0,58 0,63 0,66	0,54 0,60 0,65 0,68	0,57 0,63 0,67 0,68	0,58 0,65 0,68 0,69	0,59 0,67 0,69 0,69
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,55 0,63 0,69 0,75	0,57 0,65 0,71 0,76	0,58 0,67 0,74 0,77	0,59 0,68 0,75 0,78	0,59 0,69 0,77 0,78
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,58 0,66 0,75 0,82	0,58 0,68 0,76 0,84	0,59 0,68 0,77 0,85	0,59 0,69 0,78 0,86	0,59 0,69 0,78 0,87

140
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
Продолжение табл. 4
	Кз					гт71ц2		
а	(«и)	Кг	Ki	4	8	16	32	64
		0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,48 0,52 0,56 0,58	0,51 0,55 0,58 0,59	0,54 0,57 0,59 0,59	0,56 0,59 0,60 0,60	. 0,57 0,60 0,60 0,60
	0,99	0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,52 0,58 0,63 0,67	0,55 0,61 0,65 0,68	0,56 0,64 0,68 0,69	0,59 0,66 0,69 0,69	0,60 0,67 0,69 0,69
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,56 0,63 0,70 0,76	0,58 0,65 0,72 0,77	0,59 0,68 0,74 0,78	0,60 0,69 0,76 0,79	0,60 0,69 0,78 0,79
		0,9 .	0,6 0,7 0,8 0,9	0,58 0,67 0,76 0,83	0,59 0,68 0,77 0,85	0,59 0,69 0,78 0,86	0,60 0,69 0,79 0,87	0,60 0,69 0,79 0,88
		0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,50 0,53 0,55 0,57	0,52 0,54 0,56 0,57	0,53 0,54 0,56 0,57	0,53 0,55 0,56 0,57	0,53 0,55 0,56 0,57
1,25	0,95	0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,56 0,60 0,63 0,65	0,59 0,62 0,64 0,66	0,61 0,63 0,65 0,66	0,61 0,63 0,65 0,66	0,61 0,63 0,65 0,66
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,62 0,67 0,71 0,74	0,65 0,69 0,72 0,75	0,68 0,71 0,73 0,75	0,69 0,72 0,74 0,75	0,70 0,72 0,74 0,75
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,67 0,73 0,79 0,83	0,70 0,76 0,81 0,84	0,72 0,79 0,82 0,84	0,75 0,81 0,83 0,85	0,76 0,81 0,83 0,85

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ
141
Продолжение табл. 4
	К3					zmTM2		
а	(М	Кг	Ki	4	8	16	32	64
		0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,51 0,54 0,56 0,58	0,53 0,55 0,56 0,58	0,54 0,55 0,57 •	0,58	0,54 0,55 0,57 0,58	0,54 0,55 0,57 0,58
1,25	0,975	0,7	0,6 0,7 0,8 0,9	0,57 0,61 0,64 0,67	0,60 0,63 0,65 0,67	0,62 0,64 0,66 0,67	0,62 0,64 0,66 0,67	0,62 60,6 0,64 0,67
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,63 0,68 0,72 0,76	0,66 0,71 0,74 0,76	0,69 0,73 0,75 0,77	0,71 0,73 0,75 0,77	0,71 0,73 0,75 0,77
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,68 0.75 0,80 0,85 ,	0,-71 0,78 0.82 0,86	0,74 0,81 0,84 0,86	0,76 0,82 0,85 0,87	0,77 0,83 0,85 0,87
		0,6	0,6 0,7 0,8 0,9	0,51 0,54 0,56 0,58	0,53 0,55 0,57 0,58	0,54 0,56 0,57 0,58	0,54 0,56 0,57 0,58	0,54 0,56 0,57 0,58
1,25	0,99	0,7	0,6 0,7 . 0,8 0,9	0,57 0,62 0,65 0,67	0,60 0,64 0,66 0,68	0,62 0,65 0,66 0,68	0,63 0,65 0,66 0,68	0,63 0,65 0,66 0,68
		0,8	0,6 0,7 0,8 0,9	0,63 0,69 0,73 0,77	0,67 0,71 0,75 0,77	0,70 0,73 0,76 0,78	0,72 0,74 0,76 0,78	0,72 0,74 0,76 0,78
		0,9	0,6 0,7 0,8 0,9	0,68 0,76 0,81 0,86	0,71 0,79 0,84 0,87	0,75 0,82 0,85 0,88	0,77 0,84 0,86 0,88	0,78 0,84 0,86 0,88
оборудования в составе АЛ будет выше,
чем его собственная надежность при
автономной эксплуатации. Это объясня-
ется тем, что наличие дополнительных
потерь приводит к уменьшению числа
отказов и тем самым уменьшается сум-
марное время восстановления оборудо-
вания. Сущность этого метода расчета
коэффициента готовности АЛ заключа-
ется в следующем.
Из всей структуры АЛ выделяются
1-й и 2-й участки и для этого варианта
АЛ по соответствующим формулам (см.
с. 148) вычисляется коэффициент готов-
ности 7<г> (i} 2). Полученный коэффи-
циент готовности Кг> (1>2) на основании
сделанного вывода о действии допол-
нительных потерь будет меньше, чем
коэффициент готовности 7<Г) (1> 2>

142
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
5. Координаты исходных точек (узлов) для линейной интерполяции
№ точки	Значение функции	№ точки	Значение функции
1	Кр г')	17	/17 = Кг(а". <3, 4<1-г')
2	72 = 7<г (“ ’ ^гЗ’ *г2- \рг)	18	718 = 7<г(“’\з’7<Г2- \р2) / г г	t	t	rr	г \
3	Г3 = Кг(«'.\з’ 77 г2’ *гРг)	19	719 = кг («.*ГЗ- *Г2’ *гРг)
4	f4 = Kr (« • *гЗ- Кг2’ *гР * )	20	720 = ^(«.\з- \2’\р2) / рр	р	рр	р	р \
5	f5 =	(“ ’ *ГЗ- 7<г2- Кг2’ 2 )	21	?21=Кг(а , Кг3, Кт2. KrI,z)
6	76 = Ма’ЛгЗ- *г2- КгРг) fit	Г Г	г г	Z х	22	722 = 7<г (а,Лг3,Кг2, Кг1.г)
7	*гр2) / Г	f	r>	rt	ГГ\	23	723 = М“"'<з’<2’Кр 2')
8	78 = M“ 7<гЗ'Кг2' *гРг) /Г"	Г	Г	Г к	24	724 = ^r(“-7<r3’ Кг2-*гРг) / рр	рр	р	р	р \
9	/9 = кг (а.Кг3, кг2, Кг1. г)	25	^25	(а ’ КгЗ’ ^г2’ ^гР 2 ) / Pt	рр	р	р	рр\
10	flO = ^r(a.Kr3. Кг2,Кг1, г)	26	?26 = Кг(“-КгЗ’ Кг2'\гг) / рр	рр	р	рр	р \
И	7ц=*г (а.Кг3, кг2, Кг1,г)	27	t21 = KT(a,KT3.KTVKTVz) / РР	рр	р	рр	рр \
1 12	Ог=	(“ 1 7<гЗ’ Av *гр 2 ) / •	И	г г	г	z х	28	728 = 7<г(“-7<гЗ- \2’КгР 2)
13	/13 = Кг(а, Лг3, Kr2, *rl.z) / Р	рр	гр	р	рр<	29	729=*г(“’КгЗ-7<г2'КгРг) г rr	rr	rr	г	tr\
14	714 = М“ /гЗ- *Г2- *гР 2 ) / г	rr	ГГ	ГГ	t X	30	^30 ^г (а ’ ^гЗ’ ^г2’ ^гР 2 ) / tr	rt	rr	rr	r X
15	715 = *г(а’кгз-*г2-КгР 2) / r r r	tr	rr	Г Г X	31	731=КГ(«. 7<ГЗ’ ^г2’ КгР 2 )
16	716 = Ма’КгЗ’Кг2-	32	732 = *r(“'7<r3’ Kr2-*rP2)
этого же комплекса в составе АЛ.
Теперь в исходной АЛ 1-й и 2-й участки
заменяются одним эквивалентным
участком с надежностью Кг, <i, 2), и
этот комплекс объединяется с 3-м
участком. Для полученной АЛ вы-
числяется коэффициент готовности
Кг, (1,2,3), который будет заведомо
меньше, чем коэффициент готовности
комплекса, состоящего из 1, 2 и
3-го участков, в составе АЛ Кг, а, 2, з> •
Если этот процесс продолжить,’ то
в конечном итоге мы получим ниж-
нюю оценку коэффициента готовности
всей АЛ Кг, (1,2,	• Алгоритм
расчета показан на рис. 6.
Как следует из алгоритма расчета
коэффициента готовности АЛ, на каж-
дом шаге вычисляется коэффициент
готовности двухучастковой АЛ, в ко-
торой в качестве параметров первого
участка используются параметры
объединенного комплекса. Параметры
®1э, Н1э, Q13 объединенного комп-
лекса на /-м шаге вычислений опре-
деляются следующим образом:
Н1э — ИЛ
®1Э = Н1Э (1 - Кг, J-1)/Kr, J-Г,
Q13 = Qj ДЛЯ / = 1, 2, .... к — 1,
(17)

6. Расчетные формулы для коэффициентов готовности АЛ по линейной интерполяции
Значение функции	Шаг итераций			
	I	II	III	IV
fi	d = fl+ ^Jz* <г г'>	f 11   f I I 3	I	/ д- 	 js ' \	/;п=^+ fH-fH + к" к' ^r2 A’r2) Kr2 “ Kr2	z’v=f{II + fill fin + K"	(КгЗ Кгз) КгЗ~’ КгЗ
fz				
fa	f'3~f3+	'1 ~Z1 1 '	' VArl Krl-KH		
ft				
f5		•'	1	f7 - f 5 , f5 = fl + -^	 (*rl *rl) КГ1-ЛГ1		
f 8				
f 7	f7'-=f7+ z*-z' (г~г')			
fa				
f 9		Kr\~Kr\	?9II = /9I + fH_ JI Kr2“Krl	
f 10				
f ii				
f 12				
f 13	f 13 f 13 1 z" — Z'^ z >	Krl-Krl		
f 14				
f 15	fl5=fls+^-z'S(Z Z'>			
fia				
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ

Продолжение табл. 6
Значение функции	Шаг итераций			
	I	II	III	IV
/17	^17 = ^17+ z" -z’	Z }	fl 	fI fII_fI , '19	'17 Zt,	' x fl7~fl7+ "	’ (ЛГ| Лг1) Arl~Krl	fIII _ fII , 47 “47 r JI JI •^t2	^r2	JV_ JII , 47 “ 47 JII JII Kr3“Kr3
/18				
/19	^9=^19+			
/ 2 0				
f 21		^1-^21+ ?	2’ (*rl *rl) Xrl“Kn		
f 22				
f 23	<*-*')			
/24				
/гб	f,25=f25+t^E^^-^	II _ I 4~~4 /	• x '25 '25+ " 'Иг1 ЛГ1~КГ1	JII _ JI , 45 “ ' 25 ~r J! J29_225_/ +  -	' (Kr2 4) Кг2 ~ Лг2	
f 26				
f 27				
/28				
f 29		f1 _fl II _ I	'31	'29	' X '29 '29+	•  Hrl KrU Лг1-КН		
/3 0				
/3 1	(г			
/32				
Примечание. При шаге итерации V для всех значений функции (/1J--/32)

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ
145
7. Расчетные значения коэффициента
готовности для исходных точек
Значение функции
№
точ
ки
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
И
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
f 2
/з
= И (1; 0,95; 0,8;
0,8; 16) = 0,72
= К (1; 0,95; 0,8;
0,8; 0,32) = 0,74
= К (1; 0,95; 0,8;
0,9; 16) = 0,76
= К (1; 0,95; 0,8;
0,9; 32) = 0,76
f5 = к (1; 0,95; 0,9;
0,8; 16) = 0,76
fQ = К (1; 0,95; 0,9;
0,8; 32) = 0,76
f7 = к (1; 0,95; 0,9;
0,9; 16) = 0,83
/8 = КО;................
0,9; 32)
h = Kd;
' 0,8; 16)
0,95; 0,9;
= 0,84
0,95; 0,8;
= 0,72
0,95; 0,8;
0,8; 32) = 0,74
= к (1; 0,95; 0,8;
0,9; 16) = 0,76
f12 = к (1; 0,95; 0,8;
" ~ = 0>76
0,95; 0,9;
0,9; 32)
fn = К (1 ; . ,	,
0,8; 16) = 0,76
f14 = к (1; 0,95; 0,9;
0,8; 32) = 0,76
/1б = К (1; 0,95; 0,9;
0,9; 16) = 0,83
fie -= К (1; 0,95; 0,9;
0,9; 32) = 0,84
М = К (1,25; 0,95;
0,8; 16) = 0,73
f18 = К (1,25; 0,95;
0,8; 32) = 0,74
f19 = К (1,25; 0,95;
0,9; 16) = 0,75
/20 = К (1,25; 0,95;
0,9; 32) = 0,75
f21 = К (1,25; 0,95;
0,8; 16) = 0,82
f22 = К (1,25; 0,95;
0,8; 32) = 0,83
f23 = К (1,25; 0,95;
0,9; 16) = 0,84
f2i = К (1,25; 0,95;
0,9; 32) = 0,85
f25 = К (1,25; 0,95;
0,8; 16) = 0,73
f26 = К (1,25; 0,95;
0,8; 32) = 0,74
f27 = К (1,25; 0,95;
0,9; 16) = 0,75
f28 = К (1,25; 0,95;
0,9; 32) = 0,75
f29 = К (1,25; 0,95;
0,8; 16) = 0,82
/=зо = К (1,25; 0,95;
0,8; 32) = 0,83
f31 = К (1,25; 0,95;
0,9; 16) = 0,84
f32 = К (1,25; 0,95;
0,9; 32) = 0,85
0,8;
0,8;
0,8;
0,8;
0,9;
0,9;
0,9;
0,9;
0,8;
0,8;
0,8;
0,8;
0,9;
0,9;
0,9;
0,9;
где д7 — интенсивность /-го участка;
Qj — номинальная производительность
/-го участка; 7<Г) ;_i — коэффициент
готовности объединенного комплекса
(эквивалентного участка), вычисленный
на предыдущем шаге [для первого
шага (/ = 1)	берется равным
коэффициенту ’ готовности первого
участка исходной АЛ, т. е. Кг j
= Кп].
Пример. Вычислить коэффициент го-
товности трехучастковой АЛ со следую-
щими структурными параметрами: номи-
нальная производительность 1-го участка
0,6 шт/мин, 2-го участка 0,5 шт/мин,
3-го участка 0,5 шт/мин; интенсивность
отказов 1-го участка 0,05 1/мин, 2-го уча-
стка 0,0353 1/мин, 3-го участка 0,05 1/мин;
интенсивность восстановления 1-го участка
0,2 1/мин; 2-го участка 0,2 1/мин; 3-го
участка 0,2 1/мин; интенсивность отказов
J-го и 2-го накопителей 0,004 1/мин; ин-
тенсивность восстановления 1-го и 2-го
накопителей 0,4 1/мин; вместимость 1-го
накопителя 16 мин работы 2-го участка;
вместимость 2-го накопителя 16 мин ра-
боты 3-го участка.
На первом шаге (/ = 1) рассчитывается
коэффициент готовности комплекса, со-
стоящего из 1-го и 2-го участков с первым
накопителем. Для выделенного комплекса
параметры производительности и надеж-
ности будут: сох — 0,05 1/мин; —
= 0,2 1/мин; со2 = 0,0353 1/мин; ц2 =
— 0,2 1/мин; Qx = 0,6 шт/мин; Q2 =
----- 0,5 шт/мин; со3 ~ 0,004 1/мин; ц3 =
= 0,4 1/мин; 2ттв = 16 мин.
Эти параметры подставляются в расчет-
ные формулы (15), и вычисляется коэффи-
циент готовности выделенного комплекса
(эквивалентного участка) 7<г	2^ = 0,781.
На втором шаге (/ = 2) рассчитывается
коэффициент готовности АЛ, состоящий
из эквивалентного участка с коэффициен-
том готовности 0,781, полученным на пер-
вом шаге вычисления, и 3-го участка ис-
ходной линии. Параметры 1-го участка
вычисляются по (17):
ц1э = ц2 = 0,2 1/мин;
= К1 —	^1э =
- (0,219-0,2)/0,781 » 0,056 1/мин;
Qjg = 0,5 шт/мин.
Параметры 2-го участка будут равны
параметрам 3-го участка исходной АЛ,
а параметры накопителя будут равны
параметрам 2-го накопителя, т. е. со2 =
= 0,05 1/мин; ц2 = 0,2 1/мин; С03 =
= 0,004 1/мин; = 0,4 1/мин; zmTB =
— 16 мин.
Эти параметры подставляются в расчет-
ные формулы (14), и вычисляется нижняя
оценка коэффициента готовности исходной
АЛ, т. е. К	= 0,705,

8. Пример вычисления коэффициента готовности ОДАЛ
Зна- чение функ- ции	Шаг итераций			
	I	II	III	IV
=0,72	/5 3=0,72 + °'7342Z.°1672’ 8 - 0.73	Д1 „	, 0,76 — 0,73 fl =°^+ 0.9_0.8 X X 0,07 = 0,751	flП — 0,75! -ф , 0,829 — 0,751	п 1	0,9 —0,8	°’0о-°’79	TV =0,79^- 0,79 — 0,79 0,95 — 0,95 Х X (0,95 — 0,95) = 0,79
/з = 0,74				
/з =0,76	d = 0,76 + ?’7^°’676 8 = 0,76			
/4 = 0,76				
/е=0,76	^ = 0,76 + °->^°;676 8 = 0,76	П „ , , 0,835 - 0,76 „ /5 -0,76+ 0i9_0i8 X X 0,07= 0,829		
/а =0,76				
Ь =0,83 fa =0,84	/7 = °.83 + —^Е-°б83' 8 = °>835			
/9 = 0,72	/9 = 0.72 + 0-7^У°1-ь72 8 = 0,73	/Г=о.7з + оо7691°о;783 х X 0,07 = 0,751	/9П =0,751 +	
/10 = 0,74				
/11 = 0,76	ф^0,76 + 0-7з6--°1'б76 8 = 0,76			
/13=0,76				
/13 = 0,76	/}3 = 0,76 + 0-762-°-б76 8 = 0,76	.11 л __ , 0,8^35- 0,76 _ /13 = °.76+ 019_018 X Х0,С7 = 0,829		
/14 = 0.76				
/15=0,83	fb = 0,83 + °’^2L°163 8=0,835			
/13 = 0.84				
fI? ~ о,7з	/|7 = 0,73+ 0-742~°’673 8=0,735	f11 п 7« , 0,75-0,735 /17 -0,735 + 0j9_0>8 X X 0,07 = 0,746	/;“- 0,746+ 0'0833_°0^6Х X 0,05 = 0,793	IV /17 = 0,793 + 0,793 — 0,793 + 0,95 — 0,95 Х ' X (0,95 — 0,95) = 0,793
f is = 0,74				
/19 — 0,75	/19	0,75+  ^._]6	8-0,75			
/го = 0,75				
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ

Продолжение табл. 8
Значение функции	Шаг итераций			
	I	II	III	IV
/21 =0,82 f 22 = 0,83	/21 = 0,82 + Р’8332~°’682 8=0,825	/2{ = 0.825 + 0,845 - 0 825 0,9 —0,8	/}“ = 0,746 +	/^= 0,793 + + °n793 ~ p’gg3 (0,95-0,95)= = 0,793
f 23 = 0,84	/23 = 0,84 Ч-0,8^!0^ 8=0.845			
/24 = 0,86				
/2'5 = 0,73 /26 =0,74	4 = 0,73 + "’^"б73 8 =°-735	/25 = 0,735 + + 0oZo5 О.°7 = «^	/2“ = 0,746 +	
h, =0,75 f 2a = 0,75	/^ = 0,75 + O’7352L°165 8 = 0,75			
/29=0,82 f 30 = 0,83	f 29 = 0,82 + 0,8332~1°1б82 8 =°>825	/29 = 0,825 4-		
/31 = 0,84 f 32 =0,85	/3, = 0,84 +	8=°’845			
0,793 — 0,79
Примечание. При шаге итерации V для всех значений функции (/i—/32) Кг = 0,79 4-* i 25 —— *1 OJ —О = 0,791. ,
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОПОТОЧНЫХ АЛ

148
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
I	И	11!
Рис. 6. Алгоритм расчета нижней оценки коэффициента готовности АЛ:
а, б, в, г, д — узлы линии, получаемые на соответствующих шагах расчета; 1, 2, 3, 4, ....
.Пу — номера участков; I, II, III, Пу — 1 — номера накопителей
д
МОДЕЛИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
МНОГОПОТОЧНЫХ АЛ
Многопоточные АЛ бывают двух
типов: без накопителей (рис. 7) и
с накопителями (рис. 8).
Многопоточные АЛ характеризуются
следующими параметрами: числом
потоков в каждом участке тг-; числом
участков пу; наработкой на отказ
одного потока в каждом участке /н;
средним временем восстановления од-
ного потока в каждом участке тв;
интенсивностью отказов одного потока
Рис. 7.Структурная компоновка многопо-
точной АЛ без накопителей:
1 — обозначение потока; I, II, пу—
номера участков; т^, т2, тп —число
потоков в соответствующем участке
Рис. 8. Структурная компоновка АЛ со
сложной структурой:
1 — обозначение потока; I, 11, ..Пу —
номера участков; Е^, Е2, Еп — вме-
стимости соответствующих накопителей

МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОПОТОЧНЫХ АЛ
149
в каждом участке %; интенсивностью
восстановления одного потока в каж-
дом участке pt; номинальной произво-
дительностью одного потока в каждом
участке фц; числом наладчиков в каж-
дом участке п.
Многопоточные АЛ без накопителей.
Количество состояний многопоточной
линии (МАЛ) без накопителей вычис-
ляется по следующей формуле:
/	пу	\ ПУ
N = \* 1 + S П
\	i=l	’ i=l
где пц — число потоков f-ro участка;
i — номер участка; пу — число участ-
ков; П — знак произведения.
При этом множество состояний мно-
гопоточной АЛ делится на два подмно-
жества: когда нет полностью отказав-
шего участка; когда один из участков
полностью отказал.
Состоянием системы называется
упорядоченная вектор-строка {cz17,
а27, ..., ац, ..., anyj}, где каждый
компонент aij определяет число нера-
ботоспособных потоков f-ro участка
в /-м возможном состоянии системы.
Состояние системы с номером / {а17,
a2j,aij, an?j\ считается воз-
можным, если выполняется следующее
условие:
dj=~- £ 1^1,	(19)
1=1
где
fl, если ац = тц
13	[0, если ац < mt.
Вероятность каждого состояния
определяется по формуле
Pj {а17> • • •>	апуД —
— Ро Pi (ац> Bi, щ, mi), (20)
i=l
где
Pi («Ц, Bi, nt, mi) =-•
CJ-]B..13, если
1I b J V	b J	b 7
I ni >	- az/) I
l еслиаг7->пг;
(21)
1 \
Po =
Bi> ni’ mi)
i=l
(22)
где tii — число наладчиков в Z-м уча-
стке.		v
Проектная производительность
МАЛ и Кг мал определяются по фор-
мулам:
N
Опр ~ У1 QjPj х
/=i
X . . ., со/, . . ., anyj|; (23)
ма л = 0 пр/Ома л>	(24)
где Qij = (mt — ац) QiH — потен-
циальная производительность f-ro
участка в /-м состоянии; Qin — цикло-
вая производительность одного потока
f-ro участка; Qj = niin{(?17, ...,
ОпуД — производительность МАЛ
в /-м состоянии, равная минимальной
потенциальной производительности по
всем участкам в /-м состоянии; Рмал =
= min^Qui; ...; m71y(?nyH} — мини-
мальная цикловая производительность
по всем участкам.
Методика расчета производитель-
ности МАЛ заключается в определении
множества состояний МАЛ ({а17,...,
<^/гуД), производительности МАЛ
в каждом состоянии (Qj) и в вычисле-
нии вероятности каждого состояния
МАЛ (Pj{cc17-, ..., any/}), проектной
производительности и коэффициента
готовности МАЛ.
Пример. Рассчитать проектную произ-
водительность МАЛ, состоящей из трех
участков. В 1, 2 и 3-м участке парал-
лельно работают по два потока. Надеж-
ность всех потоков одинакова и равна 0,8.
Каждый участок обслуживается двумя
0,
{0=
наладчиками.
Структуру МАЛ формально можно
описать следующим образом: вектор струк-
туры {2, 2, 2}; вектор наладчиков {2, 2, 2};
вектор цикловой производительности {1,
1, 1}; вектор надежности {0,8; 0,8; 0,8};
вектор удельных потерь {0,25; 0,25; 0,251.
Определим множество состояний : {0
0}1, {0, 0, 1}2, {0, 0, 2}3, {0, 1, 0}4,
1, 1}5, {0, 1, 2}с, {0, 2, 0}7, 10, 2, 1 8,
0, 0}9, {1, 0, 1}10, {1, 0, 2}х1, (1, 1, 0}12,
1, 1}13, {1. 1, Я14’ Ц’ 2’ И’ 2>
{2, 0, 0}17, {2, 0, 1 18, {2, 1, 0}19,
{2, 1, 1}20.
Определим производительность МАЛ
в каждом состоянии:	= 2; Q2 = 1;

150
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ AJt
Q3 — 0; Q4 = 1; Qs — lj Qe = O', Q7 — 0;
Q8 = 0; Q9 = 1; Q10 = 1; Qu = 0; Qi2 = 1;
Q13 — 1’, Q14 — 0; Qis ~ 0; Qie — 0; Qi7 =
— 0; Qis — 0; Q19 = 0; Q2o = 0.
Вычислим вероятности каждого состоя-
ния МАЛ: расчет начинаем с определения Ро
по формуле (22) для случая а.у < п^:
"20/3
L/=1 \i=i
= [С2-В°-С2-В°2.С°2-В0з +
+ с°2-в01-с°2-в02.с2-в3 +
+ с°2.в01.с°2.в02.с1в1 +
4-с2-ВрС2*в2-с2-в2-|-
+ с02-в°1.с12-в2-с12-в3 +
+с°2-в°1.с12.в2.с2.в1 +
+ с'2 В0! С2-В2-С2-В3-f-
+ C2-Bi-C2-B2 2'-®з +
+ C2-Bj -С2-В2-С2-В3 +
+ с12-в1-с2-в2.с2-в3 +
+ С2-В1.С§-В2-С2-вз +
+ С2-В1.С2-В2.С2-Вз +
+ C2'BfC2'B2'C2'B3 4“
+ с2-вгс2-в2.с2.Вз +
+ с\-вгс1-в1-с2.в3 +
+ <^2’В1'С2'В2-С2'Вз +
2 2 0 0 „0 0
+ С2-П1-С2,/32’С2,233 +
+ С2-ВрС2-В^-С2-Вз +
+ С2-В?-С2-В2-С2-В3 +
+ с2-в^4-в2-с2-в3]~1 =
= [ 14-0,5+0,06254-0,54-0,254-0,03125+
+0,0625+0,03125+0,5+0,25+0,03125+0,25+
+ 0,125 + 0,015625+0,03125+0,015625+0,0625+
+0,031254-0,03125+0,015625]“ i = 0,2634.
Вычислим вероятность каждого состоя-
ния по формуле (20):
PJ0, О, 0} = Г0-ф?-с°в0-фо =
= 0,2634-1 =0,2634;
Р2 {0, 0, 1} = Р0-С^-С^-С'В3 =
= 0,2634-0,5 = 0,1317;
Р3{0, 0, 2} = Р0.С02в0.С0в°2.с2в2 =
= 0,2634-0,0625 = 0,0164;
Л{0, 1, 0} = РП-С°В?-С'’В9-С'К =
= 0,2634-0,5 = 0,1317;
гло, 1, 1}==.рп.с2в?-с’в9.с'в, =
= 0,2634-0,25 = 0,0658; '
Г6{0, 1, 2} = Р0.С«В?-ф2.ф2 =
= 0,2634-0,03125 = 0,0082;
В7{0, 2, 0} = Р0-ф?-ф|-ѓ» =
= 0,2634-0,0625 = 0,0164;
Р8{0, 2, 1} = Ро-фО-С2в2-ф3 =
= 0,2634-0,03125 = 0,0082;
Р9{1, О, 0} = Р0.С|В1-ѻ».Ѯ“ =
= 0,2634-0,5 = 0,1317;
Г10{1, 0, 1} = Р0-с12в1.с°2в°2.сх2в3 =
= 0,2634-0,25 = 0,0658;
Рц {1, 0, 2} = Р0.С*В1-ф»-ф2 =
= 0,2634-0,03125 = 0,0082;
В12{1, 1, О} = ВО-4В1-С1В2.СОВО =
= 0,2634-0,25 = 0,0658;
в13{1, 1, 1} = в0-ф1.ф2-с'в3 =
= 0,2634-0,125 = 0,0329;
В14{1, 1, 2} = Р0.ф1.С‘В2-ф| =
= 0,2634-0,015625 = 0,0041;
/>13{1, 2, О} = ГО-С1В1-С2В2-С°В3° =
= 0,2634-0,03125 = 0,0082;
<Р1б{Ь 2, 1} = Р0'С2В1-С2В2-С2В3 =

МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОПОТОЧНЫХ АЛ
151
= 0,2634-0,015625 = 0,0041;
Р|7{2, о, 0} = вп-с?в?-с2в°-с2в° =
= 0,2634-0,0625 = 0,0164;
Р«о {2, 0, l} = Bn-C?Bf-C'2B2-C’^B, =
= 0,2634-0,03125 = 0,0082;
Р19{2, 1,0} = Р0-с|в|-С2В2.С^ =
= 0,2634-0,03125 = 0,0082;
В20 {2. 1. 1} =Р0-С2В1-Ф2-С2Вз =
= 0,2634-0,015625 = 0,0041.
Вычислим проектную производитель-'
ность и коэффициент готовности МАЛ по
формуле (22): Qn = 2-0,2634 -f- 1 • 0,1317
+ 1 -"1,1317 + 1-0,0658 + 1-0,1317 +
+ 1-0,0658 + 1-0,0658 + 1-0,0329 =
= 1,1522 » 1,15;
Кг МАЛ = ^пр/^МАЛ = 1 ’1522/2 = °’576’
Как видно из формулы (17), число
состояний АЛ резко возрастает от
усложения структуры, что соответ-
ственно увеличивает количество вычис-
лений для расчета проектной произво-
дительности.' Поэтому целесообразно
расчеты проводить на ЭВМ. Алгольная
программа для вычисления проектной
производительности АЛ приводится
ниже.
begin
array 76[1:40], </8[1:40];
integer array / JI,/2 [1:40];
array P [ 1:40 ], h4 [ 1:200 ];
integer n,iJ,£,e,02;
real a,^c,d,s,al,a2,a3,a4,n5,rl,r2,r3,r4,r5/6;
/4002: P0042 [&);
begin
array q,h [1:^];
P0042(76); P0042J); P0042J2); P0042(/i);
P0143(£);
P0140(0,<?6[l ],!,&);
P0140(0j [1 ], U);
Р0140(0Л [1 LU);
P0140(0J2[l ] ,1 ,k);
r5:=0; for Z: = l step 1 until k do q[i ]:==^6[i]Xf [Z];
r4: = 100000; for i:=l step 1 until k do
begin if r4><y[Z ] then r4:=<y [f ];
/1 [Z]:=0; P[iV=(i~h[i])/h[iV,
end;
s25: al:=r2:=r3:==Q; L = l;_go to slO;
si: if al>0 then go to s2 else go to s3;
s3: for e:=l step 1 until k do
begin fl [e]: =fl [e]+1;
if fl [e]<f[e] then go to slO else go to s20;
720: /1 [e]:=0;	’ “ ~	- — —
end;
al: = l; a2: = 0; go to si;
s2: fl[j]:=f[j]; if a2>0 then go to s21 else go to s23;
s21; for e: = l step 1 until k do
begin if e~j then go to s22;
fl [e]:=/l [e]+l; if /1 [e]</[e] then go to slO;
fl[e]:=Q; s22: end;	~~

152
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИИ АЛ
а2:=0; fl [j]:=0;
if then go to si;
al:=0; go to 7?5O1;
s23: a2:=l; go to slO;
slO: a: = 1; i: = 1;
s7: b\^=C‘.=d-.=s\=rl\=r3\ = l\
for n: = l step 1 until f[i ]do b-. = bXn;
if fl [Z]<1 then go to s24;
for n:~l step 1 until fl [Z] do c:=cXn;
for n: = l step 1 until fl [Z] do s:=sXP[i];
s24: for n: = l step 1 until (/[t]—/1 [f]) do d:=dXn;
if f 1 [Z]>/2 [Z ] then go to s4 else go to s5;
s4:	for n: = l step 1 until f2[i] do r6:=r6Xn;
for n: = l step 1 until (fl [Z] —/2[Z]) do rl:=rlX f2[i];
a:=aX bXs/(r6XrlXd); go to s6;
s5:	a:=aX bXs/(cXd); go to s6;
s6:	Z:=Z-[-l; if Z^& then go to s7 else go to s8;
s8:	= 100000;
for Z:=l step 1 until k do
begin с:ЛГЛ —sTp 1)X]//[Z];
if b>c then b:=c\ end;
r2\=r2-\-a\ r3:=r3-]-aXb; go to si;
Я501: a:=r3/(r2Xr4);
P0143(n); go to rlOO;
end;
end
Для расчета коэффициента готов-
ности АЛ исходные данные готовятся
в следующей последовательности:
число участков — значение идентифи-
катора k вводится оператором Р0042
(k); производительность одного потока
по всем участкам, вводится оператором
Р0042 (дб) как k десятичных чисел;
число потоков по всем участкам, вво-
дится оператором Р0042 (f) как k
десятичных чисел; число наладчиков
по всем участкам, вводится оператором
Р0042 (/2) как k десятичных чисел;
надежность одного потока по всем
участкам, вводится оператором
Р0042 (h) как k десятичных чисел.
Результаты расчета печатаются
в следующей последовательности:
число участков, печатается оператором
Р0143 (&); производительность одного
потока по всем участкам, печатается
оператором Р0140 (0, q6 [1], 1, k);
число потоков по всем участкам,
печатается оператором Р0140 (0,
f [1], 1, k); надежность одного потока
по всем участкам; печатается операто-
ром Р0140 (0, А [1], 1, k)', число налад-
чиков по всем участкам; печатается
оператором Р0140 (0, /2 [ 1 ], 1, k)\
коэффициент готовности АЛ, печата-
ется оператором Р0143 (а).
Пример. Рассчитать коэффициент го-
товности АЛ со следующими структур-
ными „ параметрами: число участков —
три, потоков на 1-м участке — три, пото-
ков на 2-м участке — три, потоков на 3-м
участке — два; производительность од-
ного потока 1-го участка 0,5 шт/мин,
2-го участка 0,5 шт/мин, 3-го участка
0,6 шт/мин; число наладчиков „на 1-м
участке — три, на 2-м участке — три,
на 3-м участке — два; надежность одного
потока 1-го участка 0,85, 3-го участка —
0,80.
Исходные данные для работы програм-
мы готовятся в следующем порядке:
1)3 — значение идентификатора k (число
участков); 2) 0,5; 0,5; 0,6 — производи-
тельности одного потока по участкам;
3) 3; 3; 2 — число потоков по участкам;
4) 3; 3; 2 — число наладчиков по участкам;
5) 0,85; 0,85; 0,80 — надежность одного
потока по участкам.

МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОПОТОЧНЫХ АЛ
153
Результаты расчета печатаются в сле-
дующей последовательности:
1) 0,3000-10+* — число участков;
'	2) 0,5000-10+°; 0,5000-10+°; 0,6000Х
Х10+° — производительность одного по-
тока по участкам;
3)	0,3000-10+*;	0,3000-10+*;	0.2000Х
X 10+* — число потоков по участкам;
4)	0,8500-10+°; 0,8500-10+°; 0,8000Х
X Ю+° — надежность одного потока по
участкам;
5)	0,3000-10+*;	0,3000-10+*;	0,2000Х
Х10+* — число наладчиков по участкам;
6)	0,6962-10+° — коэффициент готов-
ности АЛ.
Многопоточные АЛ с накопителями.
Структурная компоновка рассматри-
ваемых АЛ показана на рис. 8. Рас-
смотренный метод получения нижней
оценки коэффициента готовности одно-
поточных структур АЛ (см. с. 137)
в непосредственном виде неприменим,
так как будет резко снижаться оценка.
Это связано с тем, что в разветвленных
структурах вследствие взаимосвязи
между потоками удельные потери
отдельных участков будут ниже, чем
их собственные параметры. Этот факт
требует несколько другого подхода
к решению проблемы.
Рассмотрим эквивалентное преобра-
зование в однопоточную структуру
при известном коэффициенте готов-
ности АЛ Кг, мал [вычисляется по
формулам (18)—(24)].
Так как коэффициент готовности
МАЛ Кг, мал считается известным, то
общие удельные потери МАЛ без
накопителей вычисляются по следую-
щей формуле:
^МАЛ — (1 ” Аг, МАл)/Аг, МАЛ- (25)
Как известно, в однопоточных
структурах без накопителей удельные
потери обладают аддитивностью, т. е.
можно записать
/2у
5мал=ЁВ/с, (26)
1^1
где Bic — удельные потери f-го участ-
ка в системе.
При известном Вмал из (26) следует,
что нужно определить Bic (где f = 1,
2, ..., пу). Ддтя. определения Bic можно
пользоваться следующей формулой:
1‘Пу
В/с = ВмАлВг/2 <27>
I /-1
где Bt и Bj — удельные потери одного
потока /-го и f-ro участков исходной АЛ
при автономном испытании.
На основании изложенного выше
для расчета коэффициента готовности
АЛ с разветвленной структурой можно
пользоваться следующим методом:
1)	вычислять математическое ожида-
ние производительности М (q) = Qnp
заданной АЛ без учета накопителей
по формулам (19)—(22);
2)	по известному значению М (д)
вычислять значение коэффициента
готовности (Кг, мал) по формуле
Аг> мал = м (q)/Q,
где Qi — номинальная производитель-
ность одного потока f-ro участка;
mi — число потоков f-ro участка;
Q = min \т^ъ m2Q2, ...,	—
номинальная производительность
МАЛ, равная минимальной номиналь-
ной производительности qtnt по всем
участкам;
3)	по известному значению Кмал
вычислять общие потери МАЛ по фор-
муле (25);
4)	по известному значению Лмал
вычислять удельные потери участков
в системе Bic по формуле (26);
5)	вычислять цикловые (номиналь-
ные) производительности участков
эквивалентной однопоточной струк-
туры по формуле (Лэ = miQi для I —
= 1, 2, ..., пу, где mi — число потоков
f-ro участка; Qi — цикловая (номи-
нальная) производительность одного
потока f-ro участка; пу — число
участков;
6)	вычислять параметры потока отка-
зов и потока восстановлений участков
эквивалентной  однопоточной струк-
туры по следующим формулам:	=
=	; (Ojg = jiiigBzc, где — собствен-
ный параметр потока восстановлений
одного потока f-ro участка.
После расчета параметров эквива-
лентной . однопоточной структуры при-
меняют метод расчета нижней оценки
коэффициента готовности исходной АЛ
(см. с. 137). Так как число вычислений
резко возрастает с усложнением струк-
турной компоновки, целесообразно
использовать для вычислений ЭВМ.

154
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
Ниже приводится алгольная программа готовности АЛ разветвленной стр у к
расчета нижней оценки коэффициента турой.
begin
integer n,
array р [1:40]; h 4 [1:100];
real Л }л2,лЗ,лЛ,ж2,лгЗ Дс,^,$,г1,г2,гЗ,г4,г5,/'6,ш5
a,al,a2,a3,a4,a5,a6,a7;
Р0042 (&); begin
array q3 лА3м4,Ь ,лЗ,м5Ц,г,д1 [1:6];
integer array f,fl [1:6];
Р0042(^Т)Г“
P0042(/);
Р0042(лЬ);
Р0042(ж5);
Р0042(6);
Р0042(ж4);
Р0042(г);
г5:=0; for i: — 1 step 1 until k do
begin <7[Z]:=<71 [Z]Xf[Z]; /[Z]: = !/</[Z]; end;
for f: = l step 1 until k do
begin fl [Z]:=0; p [Z]:=(l— h [i])lh [f]; r5:[f ] end;
al:=r2:=r3:=0; /:=1; go_to slO;
si:	if al>0 then go to s2 else go to s3;
s3:	for e: = l step 1 until k do
begin"/! [e]:=/l [e]-|-l; if fl [e]</[e] then go to slO else go to s20; 
s20: fl [e]:—0; end; ~	’ ~~
al: —1; a2:=0; go to si;
s2:	fl [j]:=/[/]; if a2>0 then go to s21 else go to s23;
s21: for e: = l step 1 until k do begin if e=j then go to s22;
fl [e]:=/l [e]-H; if fl [e]</[e] then go to slO; fl [e]:=0; s22: end;
a2:=0; fl [/]:=0; /:=/-|-l; if j^k then go to si;
al:=0; go to r501;
s23: a2: = l; go to slO;
slO: a:=l; Z:=l;
s7: b:—c:=d:=s: = l;
for n: = l step 1 until f[i] do b:=bXn;
if /1 [Z]<1 then go to s24;
for n: = l step 1 until f[i] do begin c:=cXn; s:~sXp[Z]; end;
s24: for n: = l step 1 until (/[Z] — /1 [Z]) do d:—dXn;
a-.=aXbXs/(cXd); Z:=Z+1;
if then go to s7 else go to s8;
s8: 6-^=100000; for i:=l step 1 until k do
begin c:=(f[i]-^fl[i ])X^1 [Z]//[Z]; if b>c then b:=c; end;
r2:=r2-|-a; r3:=r3~[-aX b; go to si;
r501: b:—100000; for Z: —1 step 1 until k do
begin c\=Ji [t ]Хг/[£]; if b>c then b\=c\ end;
/: = 1; for f:—1 step 1 until k do л[1 ]:=r3Xp[i]/(r2Xr5X b);

МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОПОТОЧНЫХ АЛ
155
г500: л1:=л4[1 ]; л*1:=л«4[1 ]; i:=2;
гЗОО: л2:=л4Ц]; м2:=м4Ц]; лЗ:=л5[^-1]; мЗ:=м5Ц—1 ];
s:=q[i— 1 ]/<7 [Z ];
if s>l then go to л/9;
if s<l then go' to m8‘
if л1=л2 then go to л/10 else go to m7;
лНО: if m!=m2 then go to мб else go to m7;
мб: p [1 ]:=z[Z—1]; p[2]:=z[Z—1 ]; p[3]:=p[4]:=p[ 1 ]XлЗ/(ж1-|-л<3);
р[5]: = ((((лЗХ Л!1)/(ж1+^3))+^1)Хр[1 ])/л1;
р [6]:=р [1 ]Х ((((((лЗХ лл1)/(ж1+жЗ))+ти1)Х лЗ)/л1)+2Х лЗХ ж1/(ж1+жЗ))/жЗ;
Р [7]:—р [1 ]Х Л1/Л/1; р [8]:==1/(л1Х ПЛ); Р [9]:=2/(jh1X t[i ]);
р[10]:=лЗ/(л1Хл/ЗХНЛ); р[П ]:=р[8]; р [12]:=р [9]; р [13]:=р [10];
ш:~0; for /г:=1 step 1 until 13 do ш:=ш+р[/г];
ш:=(р[8] + р[11Т+ Р [5 ] + р[Д)/ш;
м1:=м2; л1:=(1—ш)Хм1/ш; go to лгИ;
.119: а:=ж14-лЗХ ж1/(л«14-л<3)—(л1 4- л2)/($—1);
6:=(sX.ulX (1 + лЗ/(ж1+1иЗ))+ж2Х(1+ лЗ/(л2+лЗ)))/(®—1);
с:=(л«1Х(л1-|-8Хл2)/(л«14-л<2)4- лЗХ мЗ/(м2-)~мЗ)— лЗ—м2— л^/s^
d:=Ji2/s-{~ л2Хж1Х (s—1)/(sX (ж1+ж2));
a5:=4X/>Xd/((c—a) f2); w:=s^rf(l-|-a5);
rl:=((c—a)X ш-f-c-(-a)/2; r2:=(c-\-a—(с—a)X ш)/2;
аб =—rlXz [i—1]; a7 =(r2—rl)Xz[i—1J;
w:=if a6><z7 then a6 else a7; a:=0;
/"412: if iu>30 then begin ш:= tu—30; a:=a+30; go to 412; end;
r3:=exp(a6—a); r4:=exp(a7—a); a:=exp(—a);
p[l]:=(a—r3)/rl—(74—r3)/r2;
p[2]:=(rl— c)X(a—r3)/(rlXd) — (r2—c)X (r4—r3)/(r2Xd);
p[3]:=p[2]X(s—1)X лЗ/(ж1+лЗ)+р[1]Х8ХлЗ/(ж1+жЗ);
p[4]:=p[2]X(s—l)4~p[l]Xs;
р[5]:=р[1]ХлЗ/(ж2+жЗ);
п[б]:=р[2]4-лЗ/ж34-р[3]Хж1/л<3 -f- p[5]Xм2/м3;
р[7]:=р[4]Хл2/(ж14-л<2)+р[1]Хл1/(л1+л«2); '
p[8]:=r3X(s—l)X(rl—r2)/(dX^l);
p[12]:=a((rl—c)X (s—l)/<H-s)—r4Xs—r4X (r2—c)X (s—l)/d;
p[13]:=a—r4;
p[9]:=p[12]Xs/41;
р[10]:=р[9]ХлЗ/жЗ;
p [11 ]:=р[9]Хл2/л2+р[13]Хв/л«2;
ш:=0; for n:=l step 1 until 11 do tu:—iu-\-p[n);
ш:=(р [2]”+ p [4 ] + p[9])/w;
ж1:=ж2; л1:=(1—ш)Хм1/ш; go to л«11;
м7: 6:=(м1+л<2Ч-(лЗХ л1/(жЗ+ж1))+лЗХ ж2/(лЗ+ж2))/(л1+л2);
а:=л2ХЬ + (л1+л2)Х л«1/(м1+ж2) + лЗХ м3/(ж2+м3)—(л1-|-лЗ +.н2);
с:=—aXz[(—11; d:=0;
r400: if с>30 then begin с:=с—30; d:—d—30; go to r400; end;
d:=exp(d); c:=exp(c); pjj ]:=p[2]:==(d—c)/a;
p [3 ]:=p [ 1 ] X (л 1+л2)/(m 1+ м2); p [ 4 ]: = p [ 1 ] X л3/(ж3+ м 1);
р[5]:=р[1]Х(лЗ/(л«3+л<2)); р[6]:=р[1 ]Х&;
р [7 ]:=(р [ 1 ] X лЗ) X (Z>+м 1 /(жЗ+ м 1)+м2/(жЗ+ м2))/м3;
р[8]:=с/л2; р[9] :=р[8]XлЗ/лгЗ; р[10]:=с/ж1 + р[8]Хл1/ж1;
p[ll]:=d/41; р[12]:=р[11]ХлЗ/жЗ; р[13]:==й/ж2+р[11 ]Хл2/ж2;
ш:=0; for n:=l step 1 until 13_do ш:=ш+р1п];
ш:=(р[8Т+р[6] + р[П]+"р[2])/ш;
л«1:=ж2; л1:=(1—ш)Хм!/ш; go to" мН;

156
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
ж8: а:=(ж2Х (l+^3/(^3+^2)))/s — (л1+л2)/(1—$);
6:=(ж2Х (1+лЗ/(жЗ+;и2))/§ + лЛХ(1 + лЗ/(жЗ+ ж1)))/(1—s);
с:===ж2Х(л2+л1/§)/(лЛ+.м2) + лЗ X (мЗ/(мЗ-¥м 1)—1)—м\—л2;
с1:=л1+л 1X (1—s)Xm2/(sX(m1"}~m2));
a5:===4:XbXd/((c—a) f 2); tu\=sqrt( 1+а5);
г 1:=(шX dbs(a—с)—(а+ с))/2; г2:=(—а—с—шX abs(a—с))/2;
а6:=— HXz[i—1 ]; a7:=—r2Xz[i—l ];
а€Р>а7 then аб else а7; а:=0;
r401: if ш>30 then begin ш:—щ—30; а:=лН~30; go to г 401; end;
r3:==exp(a6—а); г4:=ехр(а7—а); а:=ехр(—а);
р[1 ]:=(а—гЗ)/Н — (а—г4:)/г2;
р 12]|: == (г2+ с)X (а—г4)!{dXг2)—(г 1+с)X (а—гЗ)/(dXг 1);
р [3]:=р [1 ] XлЗ/(жЗ+ ж1);
р [4 ]: =р [2 ] X (1 —s) X лЗ/(sX (м3-]-м2)) + р [ 1 ] X лЗ/(зХ (жЗ+ м2));
р [5 ]:=р [2 ] X (1 — s)/s + р [ 1 ]/$;
р [6 ]:=р [2 ]X л 1X (1— s)/(sX (ж1+ж2))+(р [1 ]/(ж1-|-ж2))Х (л2-}~л 1/s);
р [7]:=р [2]ХлЗЛиЗ + р[3]Х;и1/;иЗ + Р [4]Хм2/мЗ;
р [8]: = (г2—rl)X (1—s)X al(dX м2); р [12 ]:=гЗ—г4;
р [ 13]:=(гЗ—iA)!s—гЗХ (rl+c)X (1— s)/(sXd) 4-МХ (r2-\-c)X (\—s)l(dXs);
р[9]:=р[13]/л2; р[10]:=р[9]ХлЗ/мЗ; р[11 ]:=р[9]Хл1/ж1 + р[12]/ж1;
tu:~0; for п:—1 step 1 until 11 do ш:=ш+р [n];
ш:—(р[2] + р[1 ] + s X р[9])/ш;“
м1 м2; л1:= (1—ш)Хм1/щ; go to мН;
мН: Z:=j+1; if then go to r300 else go to 302;
r302: Л4[/]:—tu; f:=j+l; i:=l;
for Z:=l step 1 until k do z[i]:=2Xz[i];
if z[l]^128 then go to r500 else go to r305;
r305: for i:=l step 1 until (£—1) do t [f]:=jn5[i]/(jn5[i]+45[d);
P0143“(&);
P0140(0,F[l], 1Л);
Р0140(0,М1], 1Л);
Р0140(0,7[1],1Л);
Р0140(0,71[1],1Л);
Р0140(0,/[1 ]ДЛ);
Р0140(0Л4[1 ],1,8);
end;
end.
Для вычисления коэффициента
готовности АЛ произвольной струк-
туры при помощи приведенной про-
граммы исходные данные для расчета
подготовляют в следующей последова-
тельности:
число участков [значение идентифи-
катора k; вводится оператором Р0042
(&)], задается как одно десятичное
число; номинальная производитель-
ность одного потока каждого участка
{значение каждого элемента массива
q\ [1 : k]; вводится оператором
Р0042 (ql)}, задается как k десятичных
чисел, соответствующих номинальным
производительностям по ходу обра-
ботки; структура АЛ {значение каж-
дого элемента массива f [1: k]; вво-
дится оператором Р0042 (/)}, задается
как k десятичных чисел, соответствую-
щих числу потоков участков по ходу
обработки; значение интенсивности
потока отказов накопителей {значение
каждого элемента массива лЗ [1 : k];
вводится оператором Р0042 (л5)}, за-
дается как (k — 1) десятичных чисел
по порядку расположения накопите-
лей; значение интенсивности потока
восстановлений накопителей {значе-
ния каждого элемента массива

МОДЕЛИРОВАНИЕ МНОГОПОТОЧНЫХ АЛ
157
м5 [1 : &]; вводится оператором Р0042
(ж5)}, задается как (k — 1) десятичных
чисел по порядку расположения нако-
пителей; значение надежности одного
потока каждого участка {значение
каждого элемента массива h [1 : k];
вводится оператором Р0042 (^)}, за-
дается как k десятичных чисел по
порядку следования участков; значе-
ние интенсивности потока восстановле-
ний одного потока каждого участка
{значение каждого элемента массива
м4 [1 : & ]; вводится оператором
Р0042 (ж4)}, задается, как k десятич-
ных чисел по порядку следования
участков; значение вместимости нако-
пителей, полученные во время работы
последующего участка с номинальной
производительностью {значение каж-
дого элемента массива г [1 : &]; вво-
дится оператором Р0042 (г)}, задается
как k десятичных чисел по порядку
расположения накопителей.
Результаты расчета из ЭВМ выво-
дятся в следующей последователь-
ности: число участков [значение иден-
тификатора k; печатается оператором
Р0143 (&) ]; число потоков по участкам
{значения элементов массива f [1 : k];
печатается оператором Р0140 (0, f [1 ],
1, k)}; надежность потоков по участкам
{значения элементов массива h [1 : k];
печатается оператором Р0140 (О,
h [1], 1, &)}; номинальные производи-
тельности по участкам {значения эле-
ментов массива q [1 : k]; печатается
оператором Р0140 (0, q [1], 1, /г)};
номинальные производительности по-
токов по участкам [значения элемен-
тов массива q\ [1 : &]; печатается опе-
ратором Р0140 (0, q\ [1], 1, k); коэффи-
циент готовности накопителей по ходу
расположения {значения элементов
массива t [1 : &]; печатается операто-
ром Р0140 (0, t [1], 1, fe); значения
коэффициента готовности АЛ для раз-
личных значений вместимости накопи-
телей {значения элементов массива
М [1 : 8]; печатается оператором
Р0140 (О, М [1], 1, k)}.
В программе автоматически увеличи-
ваются вместимости всех накопителей
в 2 раза по сравнению с рассчитанным
вариантом, пока вместимость 1-го на-
копителя не станет больше 128 мин
работы 2-го участка. При отработке
оператора Р0140 (0, h4 [1], 1, 8)
печатаются восемь чисел. Первое число
соответствует коэффициенту готовности
АЛ с исходными значениями накопите-
лей, второе число — коэффициенту
готовности АЛ с вместимостями, увели-
ченными в 2 раза по сравнению с исход-
ными значениями, третье число —
коэффициенту готовности АЛ с вмести-
мостями накопителей в 4 раза больше,
чем исходное значение и т. д.
Примеры. 1. Рассчитать коэффициент
готовности АЛ со следующими пара-
метрами: число участков — семь; потоков
в каждом участке = 1; т2 — 1; т3 = 1;
т4 = 1; т5 = 4; те = 7; т7 = 3; надеж-
ность одного потока в каждом участке
= 0,8; К2 = 0,8;	= 0,75; К4 =
= 0,75; К5 = 0,7;	= 0,7; К7 = 0,7;
номинальная производительность одного
потока по участкам (шт/мин) Qx = 43;
Q2 = 43; Q3 = И; Q4 = 11; Q5 = 2,36;
Q6 = 1,5; Q7 — 4,3; вместимость накопи-
телей Et = E2 = E3 = £4 = E5 = E6 =
= 1 мин; интенсивность потока восстанов-
ления одного потока по участкам —
= Ц2 = Цз = Ц4 =	= Ц6 = И? = 0,4;
интенсивность потока отказов накопителей
Cl>hi = ®Н2 = ^нЗ = % = С0П5 сонб =
= 0,0102; интенсивность потока восстанов-
лений накопителей цн1 = цн2 = цн3 =
= цН4 — цн5 = цн6 = 0,5.
Исходные данные готовятся в следую-
щей последовательности:
1)	7;
2)	43; 43; 11; И; 2,36; 1,5; 4,3;
3)	1; 1? 1; 1; 4; 7: 3;
4)	0,0102;	0,0102;	0,0102;	0,0102;
0,0102; 0,0102;
5)	0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5; 0,5;
6)	0,8; 0,8; 0,75; 0,75; 0,7; 0,7; 0,7:
7) 0,4; 0,4; 0,4; 0,4; 0,4; 0,4; 0,4;
8) 1; 1; 1; 1; 1; 1.
Результаты расчета печатаются в сле-
дующем виде:
1)	0,7000- 10+1;
2)	0,1000-10+1;	0,1000-10+1;	0,1000Х
Х10+1; 0,1000-10+1; 0,4000-10+1; 0,7000Х
X 10+1; 0,3000-10+*;
3)	0,8000-10+°;	0,8000-10+°;	0,7500Х
ХЮ+°; 0,7500-10+°; 0,7000-10+°; 0,7000Х
Х10+°; 0,7000-10+°;
4)	0,4300- 10+2;	0,4300-10+2;	0,1100Х
X 10+2; 0,1100’10+2; 0,9440-10+1; 0,1050 Х
Х10+2; 0,1290-10+2;
5)	0,4300-10+2;	0,4300-10+2; -0.1100Х
X 10+2; 0,1100-10+2; 0,2360-10+*; 0,1500Х
X 10+*; 0,4300-10+1
6)	0,9800-10+°;	0,9800-10+°;	0.9800Х
Х10+°; 0,9800-10+°; 0,9800-10+°; 0.9800Х
X 10+°;
7)	0,2258-10+°; 0,2611-10+°; 0,3139Х
Х10+°; 0,3710-10+°; 0,4127-10+°; О,43О6Х
Х10+°; 0,4352-10+°.
В 7-ой строчке результатов расчета
даны коэффициенты готовности. Число
0,2258 есть коэффициент готовности АЛ
для вместимости накопителей ЕтТ^2 =
~ Ет Т’цз ~	“ Ет Лщ = Ет Ti\q =
= Е-щТ^ — 1 мин; число 0,2611 — коэф-

158
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
9. Пример расчета коэффициента готовности АЛ
Струк- турная компо- новка (вариан- ты см. текст)	Вместимость накопителей, мин				
	4	8	16	32	64
а	0,611	0,642	0,665	0,674	0,675
б	0,692	0,736	0,774	0,794	0,799
в	0,695	0,728	0,756	0,773	0,781
фициент готовности АЛ для вместимости
накопителей ЕтТ^ = ^тп^цЗ ~ ^ш^ц4 =
= ^т^цб = £т?цб ~	= 2 мин;
число 0,3139 — коэффициент готовности АЛ
для вместимости накопителей ЕтТ^ =
= Ет ^цЗ ~ Ет ^ц4 ~ Ет ^ц5 = Бт ^Цб "
= ЕтТ^ = 4 мин; число 0,3710 — коэф-
фициент готовности АЛ для вместимости
накопителей ЕтТ^2 ~	~ ^т^ц4~
: = ЕтТг& ~ ЕтТцв ~	” 8 миы;
число 0,4127 — коэффициент готовности
АЛ для вместимости накопителей ЕтТ^2 =
Ет -ГцЗ ~ Ет Тца ~ Етп ^цб “ Ет ^цб ~
= ЕтТ^7 = 16 мин; число 0,4306 — ко-
эффициент готовности АЛ для вместимости
накопителей Е^Т^ — ^т^цЗ ~ Ет^иА =
= ЕтТп5 = ЕтТцб ~ ЕтТцч 32 мии;
число 0,4352 — коэффициент готовности
АЛ для вместимости накопителей ЕтТ^2 =
= ^т^цЗ ~ ЕтТц4 ~ ЕтТць ~ ЕтЕЦб =
= ЕтГЦ7 = 64 мин’
2. Выбрать структурную схему 3-
участковой АЛ с проектной производи-
тельностью 0,75 шт/мин. При этом надеж-
ность оборудования одного потока 1-го
участка 0,75 — 0,8; 2-го участка 0,75 —
0,85; 3-го участка 0,85; номинальная про-
изводительность одного потока 1-го уча-
стка 0,6 шт/мин;2-го участка 0,6 — 1 шт/мин;
3-го участка 1 шт/мин; интенсивность от-
казов накопителей*0,004 1/мин; интенсив-
ность восстановления 'оборудования всех
участков 0,2 1/мин; интенсивность вос-
становления накопителя 0,4 1/мин.
Исходную структуру выбирают таким
образом, чтобы проектные производитель-
ности отдельных участков не были меньше
проектной производительности АЛ, т. е.
K-n-Q. > Qnp, где Kt — надежность од-
ного потока i-vo участка; гц — число по-
токов i-ro участка; СЦ — номинальная про-
изводительность одного потока i-ro уча-
стка.
На основании исходных данных можно
выбрать//следующие’/ структурные компо-
новкиг Г	' Y
а)	число потоков на ]-м"участке —
два, на 2-м участке — один, на 3-м уча-
стке —годин; надежность одного потока
1-го участка 0,75; 2-го участка J 0,75;
3-го участка 0,85; номинальная произво-
дительность одного потока 1-го участка
0,6 шт/мин; 2-го участка 1 шт/мин; 3-го
участка 1 шт/мин;
б)	число потоков на 1-м участке —
два, на 2-м участке — два на 3-м участке —
один надежность одного потока 1-го уча-
стка 0,75; 2-го участка 0,75; 3-го участка
0,85; номинальная производительность
одного потока 1-го участка 0,6 шт/мин;
2-го участка 0,6 шт/мин; 3-го участка
f шт/мин;
в)	число потоков на 1-м участке 2,
на 2-м участке — один, на 3-м участке —
один; надежность одного потока 1-го уча-
стка 0,8; 2-го участка 0,85; 3-го участка
0,85; номинальная производительность
одного потока 1-го участка 0,6 шт/мин;
2-го участка 1 шт/мин; 3-го участка
1 шт/мин.
Результаты расчетов по приведенной
программе сведены в табл. 9.
Как следует из табл. 9, заданную про-
ектную производительность АЛ обеспечи-
вают структурные компоновки б и в
с вместимостью накопителей не менее 16 мин
работы последующего участка.
МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛ
СИНХРОННОГО ДЕЙСТВИЯ
ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
ОПТИМАЛЬНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
Для решения задач, связанных с оп-
тимизацией режимов работы и спосо-
бов (стратегий) обслуживания, успеш-
но применяется метод статистического
моделирования. АЛ синхронного дей-
ствия по надежностным показателям
составляющих элементов можно пред-
ставить как восстанавливаемую си-
стему из п групп элементов, при этом
отказ любого элемента любой группы
приводит к отказу всей линии. Эле-
менты АЛ объединяются в группу по
законам распределения наработки на
отказ. Элементы одной группы обла-
дают одинаковыми распределениями
безотказной работы (приблизительно
с одинаковым сроком службы).

Моделирование ал синхронного действии
15$
В частности, при п = 2 (две группы
элементов) методика моделирования
сводится к следующему. В первую
группу объединяются те элементы
(узлы, агрегаты и др.), сроки службы
которых являются длительными и под-
вержены фактору старения, т. е.
с ростом суммарного времени эксплуа-
тации интенсивность отказа этих эле-
ментов увеличивается. Закон распре-
деления случайного времени наработки
на отказ задается следующей функ-
цией:
Ft^t, T)=P{x<J, Т}^
где (о0 — начальное значение интен-
сивности отказов элемента при Т — 0;
и — скорость изменения интенсивности
отказов элемента; Т — текущее время
эксплуатации элемента.
Во вторую группу объединяются те
элементы АЛ, которые по интенсив-
ности отказов резко отличаются от эле-
ментов первой группы и закон распре-
деления наработки на отказ которых
может быть задан распределением
Вейбулла следующего вида (в металло-
обрабатывающих линиях к этой группе
относятся все инструменты):
^,2(/)-Р{т<0-
- г(H-W]Ь
= 1 — е L н J .
Для решения задач, связанных с оп-
тимизацией стратегии обслуживания
АЛ, время восстановления тв рассма-
тривается как сумма времен простоя:
, 5 '
ТВ = S
1=1
где гх — признак учета ожидания на-
ладчика; г2 — признак учета поиска
причины отказа; г3 — признак учета
получения запасной части для замены;
г4 — признак учета времени самого
ремонта; г5 — признак учета времени
пробы и настройки станка после вос-
становления; Tj — случайное время
ожидания наладчика (вычисляется
в зависимости от количества наладчи-
ков); т2 — случайное время поиска
причины отказа [задается своим зако-
ном распределения (т2 <А t) ]; т3 —
случайное время получения запасной
части для замены [задается своим
законом распределения Р3(т3</)];
т4 — время восстановления самого
отказа [задается своим законом рас-
пределения для каждого элемента
/)1; Ъ — случайное время
пробных пусков после восстановления
[задается своим законом распределе-
ния для каждого элемента Р5 (тб<; t)].
Программу моделирования строят
таким образом, чтобы составляющие
времени т/ восстановления по каждой
из перечисленных причин могли быть
заданы своими законами распределе-
ния либо могли исключаться из рас-
смотрения (п = 0). В тех случаях,
когда время восстановления не диф-
ференцируется, суммарная длитель-
ность каждого восстановления пред-
ставляется распределенной по экспо-
ненциальному закону.
При моделировании могут быть
использованы как пуассоновские, так
и непуассоновские потоки отказов
станочной системы. При моделирова-
нии непуассоновских потоков имеет
место последействие; его надо учи-
тывать. С этой целью в памяти ЭВМ
фиксируются времена, оставшиеся до
исчерпывания ресурса каждого эле-
мента, затем ищется наименьшее из
них, уменьшаются все времена на эту
минимальную величину, обратившиеся
в нуль величины заменяются их новыми
(разыгранными) значениями, затем
суммируются времена устранений
имевших место отказов, и этот цикл
повторяется до завершения моделиро-
вания (рис. 9).
В результате моделирования работы
АЛ на печать выводятся данные по
числу отказов каждого элемента и АЛ
в целом, определяется суммарное время
безотказной работы АЛ £ /ц, а также
суммарные времена простоев £ по
каждой из причин при заданном коли-
честве обработанных деталей Q за
период моделирования.
Алгоритм моделирования работы АЛ
заключается в следующем.
1.	Для каждого элемента из двух
групп определяется случайное время
безотказной работы т, распределенное
по заданному закону.
2.	Из всех значений времен безотказ-
ной работы т, полученных на предыду-

160
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЛ
Рис. 9. Графическое представление функционирования АЛ как сложной системы

МОДЕЛИРОВАНИЕ АЛ СИНХРОННОГО ДЕЙСТВЙfl
161
щем шаге, определяется минимальное
Tmin •
3.	Инструмент или узел, имеющий
период безотказной работы Tmin, заме-
няется или ремонтируется, при этом
увеличивается на единицу число отка-
зов соответствующего узла или инстру-
мента.
4.	Увеличивается на величину Tmin
суммарное время работы отказавшего
узла или инструмента и системы в це-
лом, т. е. подсчитывается суммарное
время безотказной работы Е ^каждого
узла или инструмента и системы
в целом.
5.	Для отказавшего узла или инстру-
мента определяется время замены или
ремонта тд/д, распределенное по задан-
ному закону.
6.	Увеличивается на величину Xiri
суммарное время восстановления отка-
завшего узла или инструмента и си-
стемы в целом, т. е. подсчитывается
суммарное время восстановления Е тв
каждого узла или инструмента и си-
стемы в целом.
7.	Определяется время доработки
до отказа инструментов и узлов тэ —
= tR—Tmin, причем наименьшее цз
полученных времен обозначается тдтщ,
как в п. 2.
8.	Вновь определяется случайное
время безотказной работы отказавшего
инструмента или узла.
9.	Перечисленные операции выпол-
няются до тех пор, пока сумма времен
и Е тв недостигнет заранее задан-
ного периода времени ТМод (времени
моделирования).
В нашем случае время моделирова-
ния Тмод = 60 000 мин, т. е. если
Тмод 60 000 мин, то моделирование
прекращается.
Время Тмод определяется исходя из
допустимой погрешности результатов
моделирования при заданных довери-
тельных интервалах.
Экономическая оценка эффектив-
ности работы АЛ проводилась при
различных количестве участвующих
в работе инструментов, режимах реза-
ния, а также стратегиях обслуживания
(профилактическая замена инструмен-
тов с разными периодами Tt и замена их
по отказам, мгновенное начало обслу-
живания после отказа и обслуживания
с ожиданием наладчика и др.).
Данные моделирования позволяют
определить .себестоимость детали по
фактическим затратам времени на ее
обработку с учетом всех статей рас-
хода, определяющих стоимость 1 мин
безотказной работы и 1 мин восстанов-
ления АЛ по соответствующим при-
чинам.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Владзиевский А. П. Автоматические
линии в машиностроении. М.: Машгиз,
1958. Кн. 1. 429 с.
2.	Волчкевич Л. И. Надежность авто-
матических линий. М.: Машиностроение,
1969. 307 с.
3.	Справочник металлиста. М.: Машино-
строение. 1978. Т. 5. 676 с.
4.	Эрошер Ю. Б. Надежность и струк-
тура автоматических станочных систем.
М.: Машгиз, 1962. 241 с.
6 П/р Волчкевича

Г л а в a 6. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
О МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДАХ
ОПТИМИЗАЦИИ
Любую автоматизированную систему
машин для массового, серийного и
мелкосерийного производства изделий
можно выполнить в нескольких ва-
риантах, которые отличаются методами
и маршрутами обработки или методами
сборки, степенью дифференциации и
концентрации операций технологиче-
ского процесса, типом и составом основ-
ного технологического и вспомогатель-
ного оборудования, видом межагре-
гатной связи и т. д. Поэтому одна из
важнейших задач начального этапа
проектирования АЛ — это выбор
наилучшего по тому или иному крите-
рию варианта технологического про-
цесса и компоновочной схемы ее по-
строения, т. е. оптимального кон-
структивно-технологического реше-
ния. Возникает необходимость раз-
работки научно-технических основ
оптимального проектирования, т. е.
научно обоснованных методов, которые
позволили бы по заданным исходным
данным формировать общую совокуп-
ность технически возможных вариан-
тов, проводить их сравнительный ана-
лиз и отбор, вплоть до выделения опти-
мального варианта. Оптимальное про-
ектирование технологических систем
машин должно базироваться:
а)	на обобщении опыта проектирова-
ния, накопленного в передовых про-
ектно-конструкторских организациях
в отношении последовательности ре-
шения проектных задач, их взаимо-
связи, использования оправдавших
себя на практике конструкций, соче-
тания формальных и неформальных
критериев принятия технических ре-
шений, использования изобретатель-
ства и инженерной интуиции;
б)	на научно-теоретических основах
комплексной автоматизации: теории
производительности и надежности ра-
бочих машин и их систем, инженерных
методах анализа и расчета технико-эко-
номической эффективности, которые
дают математические модели взаимо-
связи целевой функции проектирова-
ния и граничных условий с управляе-
мыми переменными: технологическими,
структурными, конструктивными и
эксплуатационными параметрами;
в)	на теории исследования операции
как специфическом разделе современ-
ной прикладной математики, в рамках
которого разрабатываются общие мето-
дологические принципы процесса опти-
мизации и специфические методы (ли-
нейное и динамическое программирова-
ние, направленный и случайный поиск
и др.).
Наиболее ответственным этапом про-
ектирования автоматизированных си-
стем машин являются техническое
задание и техническое предложение,
когда по заданным техническим требо-
ваниям качества и количества обраба-
тываемых изделий и условиям экономи-
ческого оптимума должен быть про-
работан технологический процесс и
выбран структурно-компоновочный ва-
риант построения системы как основа
всего дальнейшего процесса проекти-
рования (разработки кинематических,
гидропневматических, электрических и
т. д. схем конструирования механизмов
и устройств, приспособлений и инстру-
мента, аппаратуры управления и т. д.).
Методы формирования и выбора
оптимальных вариантов проектирова-
ния АЛ и автоматизированных систем
машин (АСМ) для массового и серий-
ного производства имеют специфиче-
ские особенности, обусловленные раз-
личием в вариационных параметрах,
математическом аппарате сравнитель-
ного анализа и оценки и т. д.
Главная задача процесса оптимиза-
ции — разработка такого технологиче-
ского, конструкторского или организа-
ционного решения, которое обеспе-
чило бы получение максимального
эффекта в процессе эксплуатации АЛ.
Для линий массового производства
основными управляемыми факторами

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
163
являются: методы базирования и креп-
ления деталей, методы и режимы обра-
ботки их поверхностей, структура тех-
нологических процессов и структурно-
компоновочные схемы построения ли-
ний, включающие число рабочих пози-
ций и потоков обработки, тип транс-
портной системы, число участков-сек-
ций и т. д. В связи с этим для обработки
одной и той же детали или сборки изде-
лия в массовом производстве может
быть разработано несколько десятков
вариантов АЛ.
Для «гибких» АСМ серийного про-
изводства дополнительно решаются за-
дачи выбора группы обрабатываемых
деталей, закрепленных за данной ли-
нией, определения порядка их запуска,
минимизирующего затраты на пере-
наладку линий, определение оптималь-
ного числа переналадок за заданный
промежуток времени.
При реализации структурно-компо*
побочных решений важным является
выбор типов и конструкций унифициро*
Ванных узлов или Стандартных модулей
и их основных параметров, режимов
работы оборудования, типа системы
авления и обслуживания^
большинстве случаев оптимизаций
осуществляется по одному из Техникой
Экономических критериев, в ряде слу*
Чаев имеется необходимость решения
Задачи как многокритериальной.
Для автоматизированных технологи*
Ческих комплексов, компонуемых на
базе станков с ЧПУ и управляемых от
ЭВМ, основными вариационными па-
раметрами являются количество и но*
менклатура функций АСУ ТП; степень
их интеграции с вышестоящими уров-
нями управления; состав вспомогатель-
ного оборудования для транспорти-
ровки, загрузки, складирования дета-
лей или изделий.
Число технически возможных ва-
риантов — несколько сотен, их форми-
рование весьма трудоемко. Оптималь-
ный вариант выбирается методом на-
правленного перебора. При этом во
всех случаях при анализе любого
варианта автоматизации необходимым
условием его рассмотрения является
Гарантированное обеспечение задан-
ного качества выпускаемой продукции
И требуемой производительности.
№ перечисленные выше главных
б*
составляющих оптимального проекти-
рования в первую очередь необходимо
выделить математические методы опти-
мизации, которые получили наиболь-
шее распространение и представляют
основу математического программиро-
вания.
Одна из главнейших задач оптимиза-
ции — выбор критерия качества техно-
логической системы. Условно критерии
можно разделить на четыре группы
[15], каждая из которых объединяет
следующие качественные характери-
стики АЛ:
1)	производительность, безотказ-
ность, долговечность, рабочие усилия,
качество изделий, маневренность;
2)	стоимость, трудоемкость, техноло-
гичность конструкции, уровень унифи-
кации и стандартизации, массу, габа-
ритные размеры, занимаемую производ-
ственную площадь;
3)	металлоемкость, энергоемкость,
трудоемкость и удобство обслужива-
ния; -
4)	патентоспособность, современь
Ность внешнего оформления, конкурен-
тоспособность на международном
рынке и т. д.
Рассмотрим задачу оптимизации АЛ
й АСМ, используя математическое
программирование [3, 21].
После составления модели системы,
выбора критерия, определения ограни-
чений и получения входной информа-
ции необходимо найти оптимальное
конструктивно-технологическое или
организационное решение (план, про-
грамму), что составляет предмет мате*
магического программирования.
Модель АСМ или АЛ может быть
представлена с помощью векторных
обозначений:
/г = ф (х, t, й); х Хдол? й(™йдоп;
ф(хо»	’ Z0’ wo) ™ 0’
g (х, х(1\ . . ., хт, /, й) = 0;
xb (х х^)	. . ., хт
г\коп’ КОН’ ’ кон>
^КОН, Йкон) “
где х = i — 1+1 — координаты
системы; t — независимая переменная;
и = {и^}; k = 1ч-/С — управления;
=

164
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
—	—производные (соответ-
ственно первая, вторая и т. д.) по неза-
висимой переменной.
Под координатами системы имеются
в виду [21 ] фазовые координаты, пред-
ставляющие собой то минимальное
число параметров, с помощью которого
характеризуется состояние исследуе-
мой системы. Состояние системы можно
изобразить в виде точки с этими коорди-
натами в некотором условном фазовом
пространстве. Под управлением (про-
граммой) понимается определенный
план действий. Он может быть непре-
рывным, многоэтапным и одноэтапным.
В первом случае управление представ-
ляет собой функцию независимой пере-
менной. Иногда задача сводится к оты-
сканию параметров, определяющих эту
функцию. Во втором случае устанавли-
вается набор параметров, определяю-
щих управление на каждом этапе.
Наконец, в третьем случае рассматри-
вается только один этап и отыскивается
набор параметров, характеризующих
управление.
Методы математического программи-
рования можно разделить на аналити-
ческие и численные. К первым отно-
сятся методы, основанные на дифферен-
циальном и вариационном исчислении,
на принципе максимума Понтрягина и
на достаточных условиях Кротова и
др.; ко вторым относятся методы, осно-
ванные на линейном, динамическом и
нелинейном программировании,
а также методы регулярного и случай-
ного поиска.
Для использования аналитических
методов оптимизации необходимо,
чтобы расчетная формула критерия,
ограничения и связи между координа-
тами, управлениями и независимой
переменной, а- также начальные и
конечные условия были представлены
в форме функций, которые могут быть
по крайней мере один раз дифференци-
руемыми и могут иметь конечное число
точек разрывов.
Для использования методов диффе-
ренциального и вариационного исчисле-
ния обязательно отсутствие ограниче-
ний на параметры, а для применения
численных методов необходимо знать
возможную область изменения управ-
лений (чем уже эта область, тем эффек-
тивнее применение численных методов).
Если имеются ограничения на пара-
метры, управление является функцией
независимых переменных, а модель
представляет собой набор аналитиче-
ских зависимостей, могут быть приме-
нены принцип максимума Понтрягина
и методы, основанные на достаточных
условиях Кротова.
Для многоэтапных процессов оптими-
зации используется динамическое про-
граммирование, которое формально
может быть применено в любых слу-
чаях.
Если критерий представляет собой
линейную функцию управлений,
а ограничения являются набором ли-
нейных неравенств (уравнений) и про-
цесс одноэтапный, то это — классиче-
ская задача линейного программиро-
вания.
Решение задач математического про-
граммирования значительно усложня-
ется, если приходится иметь дело со
случайными функциями или величи-
нами. Эти задачи решаются с помощью
методов стохастического программиро-
вания.
Методы линейного программирова-
ния [4, 22]. Задача линейного про-
граммирования заключается в следую-
щем: найти значения переменных %,
х2, хп, которые удовлетворяют си-
стеме уравнений
аих1 "h aj2%2 + ‘  * + ainxn = j
#21^1 ~i~ #22^2	‘ ‘	= ^2; I
йтй. 4” ат2х2 -ф • • 1 + &mnxn —	।
(О
являются неотрицательными:
Х\ О, х% 0, . . .,	0 (2)
и дают наименьшее значение целевой
функции
f (#1> -^2> • • • > Хп) ~
=	+ С2Х2 + ’ * * + CflXn-
Всякое решение системы уравне-
ний (1), удовлетворяющее неравен-
ствам (2), называется допустимым;
допустимое решение, дающее наимень-
шее значение целевой функции, счи-
тается оптимальным,

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
165
Допустим, что система (1) совместна
и среди ее уравнений нет линейно-
зависимых. Для того чтобы такая си-
стема имела бесчисленное множество
решений, необходимо и достаточно,
чтобы число уравнений т в ней было
меньше’ числа неизвестных ц, т. е.
п — т = k >- 0. Следовательно, в си-
стеме (1) найдется т переменных (ба-
зисных), которые можно выразить
через остальные k переменных (сво-
бодных). Придавая свободным пере-
менным различные значения и вычис-
ляя по ним базисные, можно получить
различные решения системы "(1).
Пусть в системе (1) переменные
каким-то образом разделены на ба-
зисные и свободные. Примем, что все
свободные переменные равны нулю,
и определим из системы соответствую-
щие значения базисных переменных.
Если ни одно из них не будет отрица-
тельным, то мы получим допустимое
решение, у которого k переменных
равны нулю. Такое решение назы-
вается опорным.
В теории линейного программирова-
ния доказывается, Что оптимальное
решение (если оно существует) является
опорным. Но поиск всех опорных
решений Прямым перебором вариан-
тов решения задачи годен только для
небольшого числа переменных. Суще-
ствуют методы, которые позволяют
вёсти поиск, целенаправленно приб*
лижаясь к оптимальному решению»
Методы линейного программирова-
ния представляют собой последова-
тельности однообразных по процедуре
выполнения итераций, приводящих че-
рез конечное число шагов или в пределе
к оптимальному плану задачи.
Рассматривая некоторый набор чи-
сел z° = (z®, ..., на итерации v
определяют вектор zv — (zp ...,
в некотором смысле более близкий
к решению задачи, чем zv—1 = (г]7”1,
..., z^"1) на итерации v—1.
Методы линейного программирова-
ния делятся на конечные и итера-
тивные. Конечный метод позволяет
получить точное решение задачи за
конечное число шагов.
Последовательность zv определяет
итеративный метод, если она сходится
при v со к оптимальному плану х*
задачи линейного программирования.
Итеративные методы позволяют полу-
чить лишь приближенное решение
задачи. При этом качество решения
существенно зависит от числа прове-
денных итераций.
Конечные методы линейного про-
граммирования, в свою очередь, де-
лятся на три класса, в зависимости
от того, используется ли для достиже-
ния оптимального плана прямая за-
дача, двойственная задача или обе
задачи двойственной пары одновре-
менно. Основным теоретическим ре-
зультатом линейного программирова-
ния являются теоремы двойственности.
Теория двойственности используется
как для разработки эффективных чис-
ленных методов линейного програм-
мирования, так и для качественных
исследований линейных экстремаль-
ных задач. Интерпретация теорем двой-
ственности в терминах различных эко-
номических задач оказывается эффек-
тивным средством экономического ана-
лиза, направленным на наилучшеё
использование ресурсов.
Теория двойственности приводит
Произвольную задачу линейного про-
граммирования (например, задачу с ус-
ловиями — неравенствами)
max
ZL	а«.	*	(3)
при — ь rn;
/-1
/ ===ТГ7Г J
в соответствие co следующей задачей
линейного программирования:
т
L(y) = biyi-> min,
i=i
т	_____
где У, atjyt > cj; j =-- 1, n;
i=i
(4)
У1 0; i — 1, т.
Исходная задача (3) называется пря-
мой, а задача (4) — двойственной
(сопряженной). Таким образом, за-
дачи (3) и (4) составляют единую

166
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
двойственную пару, анализ которых
определяет выбор оптимального плана
и подсчет его экономических показа-
телей. Одним из основных конечных
методов является симплексный метод,
т. е. метод последовательного улуч-
шения плана. Решение задачи начи-
нается с анализа некоторого началь-
ного опорного плана прямой задачи.
В процессе перехода от одного опор-
ного плана к другому последователь-
ное улучшение плана позволяет за
конечное число шагов прийти к реше-
нию задачи или к установлению факта
ее неразрешимости. Вектор zv в этом
методе представляет собой опорный
план xv ..., прямой задачи.
Двойственный метод также отно-
сится к конечным методам линейного
программирования. Он представляет
не что иное, как симплекс-метод (ме-
тод последовательного улучшения пла-
на), примененный к решению двой-
ственной задачи. Вычислительная про-
цедура формулируется в терминах
прямой задачи. Каждый шаг уточняет
план двойственной задачи. Каждый из
(опорных планов двойственной задачи
Можно рассматривать как приближен*
кую систему оценок условий прямой
задачи (отсюда название — метод
последовательного уточнения оценок).
Вектор	опорный план yv
(рр двойственной задачи»
К конечным методам также относится
и метод последовательного сокращения
невязок; вектор содержит две труп*
пы компонент: xv «= (хр ...» и
...........^). т.е. МДЛ
Правила перехода от zv к обеспе-
чивают сокращение разностей между
левыми и правыми частями ограни-
чений. За конечное число шагов не-
вязки сводятся к нулю или устанав-
ливается неразрешимость задачи.
Итеративные методы решения услов-
ных линейных экстремальных задач
созданы в основном в теории игр и
в выпуклом программировании.
Динамическое программирование [3,
11]. Для точного решения задач це-
лочисленного программирования с ма-
лым числом «существенных» ограни-
чений (не более двух-трех) часто ока-
зываются полезными принципы дина-
мического программирования. Напри-
п
мер, пусть имеется задача
/=1
п
-> max при а-x.^b и Ху£{0, 1},
/=1
/ = 1, п. Здесь Cj, aj, b — целые
положительные числа.
Функция Веллмана fk (z) — функ-
ция целочисленного аргумента z для
k = 1, п представляет собой опти-
мальное значение целевой функции
задачи, в которой параметры п и b
заменены на k и z. Функция Велл-
мана удовлетворяет следующему рекур-
рентному соотношению (уравнению
Веллмана):	(z) — max '/ftjfz-^
— akh) + Ckh], где max берется no hi
удовлетворяющему условиям 0 h
h (2, k) == [z/ад]. Учитывая, что
Д (z) с-i [z/од.], можно последова-
тельно найти Из уравнения значения
всех функций fk (?) дЛя 0 I =< Ь,
k === 1, Зная величины Д (£), Легко
Иослёдоватёльно вычислить составляю-
щие искового решения лА
Выбёрём ж* {0,1} Из условий
сгА-Нп-ДЬ - «„<) = Зная а:’,
ВЫЧИСЛИМ £ {0,1} ИЗ СООТнО"
шения	Н- fnm2 (& - апх*п =•=
- an-i<-i) = tn-i (*аХ) и т' А*
Значение xj g {0,1} находим из
условия С2 Х2 + А (6 ~ апХп
апхп •" азхз)»
и, наконец, xj* £ {0,1} вычисляем
по формуле CjXj == j\ (b -- а*х* —
— ... — а2х2). Суммируя п предыду-
щих результатов, убеждаемся в том,
п
что СуХ* = fn (b). Общее число опе-
/=1
раций в этом случае для вычисления
всех fn (г) k = 2, п равно 2b (п — 1).
Если же решать эту задачу полным
перебором, то необходимое число опе-
раций Ьсьп. Ясно, что при больших п
ц b и b < п динамическое программи-

ОЁЩИЁ СЁёДЕНИД
167
рование существенно упрощает реше-
ние задачи;
Общая схема динамического про-
граммирования эффективно исполь-
зуется в тех целочисленных задачах,
в которых удается выразить последо-
вательность рекуррентно связанных
между собой функций Веллмана через
возможно меньшее число аргументов.
Эти аргументы обычно определяются
«существенными» ограничениями за-
дачи.
Рассмотрим пример использования
динамического программирования для
выбора оптимального параметрического
ряда силовых головок для компоновки
АЛ. Процесс оптимизации параметриче-
ского ряда заключается в перераспреде-
лении главного параметра и величины
выпуска каждого типоразмера изделия
в соответствии с функцией спроса
с целью отыскания минимума крите-
рия приведенных затрат 3j. Обозна-
чим П — главный параметр оптими-
зации; Птщ, Лтах — минимальное и
максимальное значения Z7; Пг — зна-
чение главного параметра для /-го
типоразмера; k — число типоразмеров;
М — максимальное число типоразме-
ров в рассматриваемом диапазоне из-
менения главного параметра оптими-
зации П.
Приведенные затраты на изготовле-
ние и эксплуатацию силовых головок
параметрического ряда, содержаще-
го k М типоразмеров (П1 <
< П2 < ... Hfe), можно записать в
в виде
k-\
3j=^f (nh ni+1),
4 = 1
где / (Ili, Ili+1) — затраты на изготов-
ление и эксплуатацию силовых голо-
вок /+ 1-го типоразмера в количе-
стве щ+1 штук, определяемым спросом
на головки со значением главного па-
раметра П в диапазоне (Пг-, Z7j+1).
Значения ГЦ вдиапазоне (/7min, Ятах)
выбираются не произвольно, а в соот-
ветствии с рядом требуемых значений
(спроса) типоразмеров xt : Z7min 5=2
Х2 Хд  • • *М -1 < хм ~ Птах.
Типоразмер с максимальным значе-
нием главного параметра обязательно
присутствует в каждом параметриче-
ском ряду, т. е.
~ ХМ ~ ^шах-
Смысл задачи оптимизации пара-
метрических рядов силовых головок
заключается в том, чтобы с минимумом
затрат поставить в соответствие мно-
жеству М требований (спроса) в изде-
лиях с параметром xt (i = 1,2, ... ’Л4)
множество предложений с параме-
тром ГЦ (/=1,2,..., k), при этом
kr м.
Обозначим gk (xi), k = 1, 2, ..., М;
i— 1,2, ..., Ж; k	i — минимум при-
веденных затрат, соответствующих оп-
тимальному ряду из k типоразмеров,
для обеспечения спроса в силовых
головках с параметрами х19 х2, ..., х^
Оптимальному ряду для диапазона
(Лпип, Лщах) будут соответствовать
затраты g& (хм)- Очевидно, что
£1(хЦ =/(*ь *i)’	= h 2> • • - М-
(5)
Легко найти рекуррентное соот-
ношение, связывающее gk+1 (xj) и
gk (Xj) для k = 1, ..., М — 1, i = 1,2,
...,М, k^zi — 1:
£4+1 (xt) = min {gk (Xj) + f (Xj, Xi)}.
(6)
Это соотношение основано на прин-
ципе оптимальности Веллмана, кото-
рый для рассматриваемого примера
означает, что для определения опти-
мального ряда из k + 1 типоразмеров,
обеспечивающего потребность в сидо-
вых головках со значениями пара-
метра х1} х2, ..., Xi, надо выбрать оп-
тимальный ряд из k типоразмеров,
обеспечивающий потребность в сило-
вых головках со значениями пара-
метра х19 х2, ..., xj, добавить один типо-
размер nk+i = Xi, обеспечивающий пот-
ребность в силовых головках со значе-
ниями параметра Xj+1, Xj+2, ..., Xi, и
найти минимум по xj.
Алгоритм решения задачи заклю-
чается в следующем. На первом шаге
определяются значения (хЦ по фор-
муле (5) для i = 1, 2, 3, ..., Ж (гра-
фа 1а, табл. 1). Оптимальный пара-
метрический ряд содержит один типо-
размер ГЦ, i = xi (графа 16). Опти-

168
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИЙ
1. Пример использования метода динамического программирования
Типо- размер	№ шага					
	1		2		3	
	1 а	16	2а	26	За	36
Х1	gx (х,)	nEi	g2 (Xj)	n2,i	g3 Up	n3,i
xi	gl (Х1)	*1	—	—	—	—
х2	gl (х2)	х2	g2 (Х2)	Х1	—	—
х3	gi (Хз)	х3	g2 (*з)	П 2,3	gz (*з)	х2
	ё1Лхй	Xi	g2 (*4)	/72,4	gz М	•Г?3>4
ХМ	Si (хм^	ХМ	£2 <ХМ)	П2,М	£3 (ХМ)	пз,м
Примечание. 1а, 2а, За — минимальные затраты, соответствующие
оптимальному ряду из k типораз’меров; 16, 26, 36 — параметры силовых головок
рассматриваемого ряда.
мальный ряд из одного типоразмера
для диапазона изменения параметра
оптимизации (Лтщ, /7тах), очевидно,
содержит типоразмер ТГц м = *м~
— /7тах и ему соответствуют затраты
71 (-^тах)-
На втором шаге по формуле (6)
определяются значения g2 (х/), i —
= 2, 3, М (графа 2а), и значения х;,
при которых достигается минимум (6)
(графа 26). Эти значения зависят от
номера Z. Обозначим их /72> г. Опти-
мальный ряд на втором шаге содержит
два типоразмера: 172 = Лтах и П1 =
— Я2, уи- Минимум затрат равен
g2 (7Zmax). На третьем шаге снова
используется формула (6) и значения
минимальных затрат, полученных на
втором шаге из графы 2а. Значения
функции g3 (xj) заносим в графу За,
а значения х7-= /73, /, при которых
достигается минимум функции (6),—
в графу 36. Оптимальный |эяд на тре-
тьем шаге содержит три типоразмера:
Пъ П2, П3. Рассмотрим порядок их
отыскания, пользуясь данными табл. 1.
Во-первых, последний типоразмер
всегда равен максимальному в дан-
ном диапазоне: П3 = /71Пах = Ти-
поразмер П2 = /73, м находится в по-
следней строке графы 36 таблицы.
Типоразмер /7г = /72, г- и находится
в строке графы 26 с ’номером f, для
которого Xi — П2. Для получения
оптимального ряда^из k типоразмеров
необходимо сделать k шагов. Пара-
метры определяются просмотром дан-
ных табл. 1 в обратном порядке, как
это проделано для k = 3. Расчет за-
канчивается при получении на оче-
редном шаге затрат, больших, чем на
предыдущем шаге, т. е. при k = /гопт,
для которого gfe опт+1 (хм) > gk от(хм).
Метод ветвей и границ. Поскольку
множество допустимых решений дис-
кретной экстремальной задачи, по
определению^ суть конечное множе-
ство, для ее решения может быть ис-
пользован очень простой метод —-
метод прямого перебора. С его помощью
можно всегда, по крайней мере теоре-
тически, найти оптимальное решение.
Но если число решений задачи доста-
точно велико, то простой перебор
становится практически нереализуе-
мым даже при использовании совре-
менных вычислительных машин. По-
этому сейчас используются схемы улуч-
шенного перебора, и наибольшее рас-
пространение среди них получил метод
ветвей и границ.
В основе метода ветвей и границ
лежит идея последовательного разбие-
ния множества допустимых решений
на подмножества. На каждом шаге
метода элементы разбиения подвер-
гаются проверке для выяснения, со-
держит ли данное подмножество оп-

ОПТИМИЗАЦИя ТИПАЖА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АЛ
169
тимальное решение или нет. Метод
ветвей и границ позволяет, опреде-
ляя направление поиска оптимального
варианта, осуществлять формирование
и оценку только тех схемных реше-
ний, которые необходимы для отыска-
ния оптимального, а не перебирать и
точно оценивать все возможные реше-
ния. Необходимым условием исполь-
зования этого метода является воз-
можность определения на каждом этапе
нцжней оценки критерия оптималь-
ности.
Рассмотрим более строгое описание
метода [4, 11]. Пусть требуется найти
минимум /(х), где х £ G, G—некоторое
конечное множество.
Выделим следующие этапы решения
задачи.
1.	На множестве планов G ' опреде-
ляется нижняя оценка g (G) f (х°),
т. е./(x)>g(G).
2.	Множество планов разбивается
на дерево подмножеств (ветвление)
по следующей схеме:
0-й шаг. Множество G° = G оп-
ределенным способом разбивается на
конечное число (обычно непересекаю-
щихся) подмножеств б}, G^, ...,6^,
k-и шаг (k 1). Имеются мно-
жества G|, G^, ...» которые еще
не подвергались ветвлению. Выбор
наиболее перспективного множества
осуществляется по следующему пра-
вилу:
MGv(/?)) ming(G^), где 1, 2,
rk.
Делим множество G& на конечное
число подмножеств
G^	Gy _ 1;
(k) +1’ • • ”
Л	pk	pk
v (/?), 1’ 'Y (k), 2’ • • •’	s(/?)>
которые заново обозначаются через
3.	Проверяются элементы разбие-
ния. Пусть проверяется множество Gk-.
Оно отсекается в одном из двух слу-
чаев: 1) если £(G^>f(x°), 2) если
£ (^z) < f (*°) и найден такой элемент
G Gkt, что
/ Oz) = min f(x),
причем во 2-м случае при f (х/) <
< f (х°) принимаем х° = хг-.
Если множества не все отброшены,
то производим ветвление оставшихся
множеств и проверяем элементы раз-
биения. В противоположном случае
получаем f (х°) = g (Gv) g (Gz), i —
s
~ 1, 2, ..., s, a G U Gt, t. e. x° —
z=l
оптимальный план задачи.
Этот алгоритм допускает удобное
представление в виде дерева вариантов.
Пример использования метода ветвей
и границ для выбора оптимальных
структурно-компоновочных схем техно-
логических систем приведен на с. 208.
ОПТИМИЗАЦИЯ ТИПАЖА
ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АЛ
Сущность задачи о типаже узлов.
Важным условием оптимизации тех-
нологических процессов, обеспечения
рационального уровня концентрации
операций является разработка типажа
основных узлов АЛ (в первую очередь
силовых, транспортных, загрузочных
и др.) с оптимальными технологи-
ческими параметрами.
Несоответствие параметров узлов
требованиям технологических процес-
сов увеличивает габаритные размеры,
массу и стоимость технологического
оборудования, увеличивает площадь,
занятую оборудованием, ухудшает ус-
ловия обслуживания, т. е. в конечном
счете снижает технико-экономическую
эффективность его использования.
Технико-экономическое обоснование
параметрических рядов изделий ма-
шиностроения относится к задачам,
которые называют экстремальными.
Это значит, что в процессе управления
системой «параметрический ряд изде-
лий машиностроения» нас интересует
такой вариант управления (решения),
который соответствует не просто луч-
шему из полученных значений пока-
зателя качества управления, а именно

170
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
экстремальному (обычно минималь-
ному) значению последнего.
Оптимизация параметрического ряда
узлов с системных позиций опреде-
ляет следующий порядок решения
задачи:
1)	выбор критерия оптимизации;
2)	составление математической мо-
дели оптимизируемой операции и опре-
деление ограничений на координаты и
управления системы;
3)	получение входной информации;
4)	решение задачи методом мате-
матического программирования, т. е.
нахождение таких управлений (про-
граммы, плана действий), которые
минимизируют (или максимизируют)
критерий.
Модель оптимизации параметриче-
ского ряда узлов в общем виде может
быть представлена следующим обра-
зом.
1.	Критерий оптимизации:
3(М)=^(М15 ЛГ2, . . Nk, ft, k),
где Ni — значения стандартизируе-
мого параметра (например, мощности
силовых головок); k — число типораз-
меров; /7 — суммарная программа вы-
пуска.
2.	Связи между координатами и
управлениями:
Ut=f(Ni, ft-)', Cpi = f(Ni)’
Cdi^f(Ni)^ Cai=f(Ni),
где Цг — цена z-го узла; — про-
грамма выпуска узла; Ср/, Сэг-, Cai —
соответственно затраты на ремонт,
электроэнергию, амортизационные от-
числения.
3.	Ограничения на координаты и
управления узлов:
Ni € ^доп', k^ZM', Nmln^i^max,
т. е. любой ряд должен включать типо-
размер с максимальным значением
параметра Мтах. Здесь Мдоп — допу-
стимые значения параметра, исходя,
например, из имеющихся ГОСТов на
электродвигатели или с учетом требо-
ваний системы предпочтительных чи-
сел; М — максимально возможное чис-
ло членов ряда в рассматриваемом диа-
пазоне изменения параметра Ni.
4.	Начальные и конечные условия:
диапазон [а, Ь], где а = Мо, Ь~
Смысл задачи оптимизации пара-
метрического ряда унифицированных
узлов заключается в том, что множе-
ству (44) требований (спроса) в изде-
лиях с параметром Xi (i = 1, 2, ..., 44)
противопоставляется ограниченное
множество k изделий с предлагаемым
параметром (типоразмером) ЛЧ (Z =
= 1, 2, ..., k); при этом обычно k М.
Неравенство k 44 выражает основ-
ные противоположные интересы изго-
товителей и потребителей рассматри-
ваемых узлов. Из-за несоответствия
предложений требованиям имеют место
потери (дополнительные затраты) как
в сфере производства изделий, так и
в сфере их эксплуатации, которые
должны учитываться при оптимиза-
ции. Наиболее благоприятными для
потребителя будут условия, когда
Xi — Ni и k = 44. Потери потребителя
в этом случае равны нулю. В случае
отсутствия в предлагаемом ряду узла
требуемого типоразмера потребитель
вынужден выбирать ближайший боль-
ший по отношению к Xi типоразмер со
значением параметра Ni. При этом
величина разности (Л^ — X/) имеет
существенное значение для потреби-
теля: чем меньше она, тем меньшие
потери несет потребитель (например,
из-за недогрузки используемого типо-
размера силовой головки по мощности).
Интересы изготовителей узлов опре-
деляются прежде всего стремлением
удовлетворить требования потребите-
лей при условии, что k<ZM. Чем
строже это неравенство, т. е. чем мень-
шей номенклатурой типоразмеров
обеспечивается потребность, тем
в большей степени это влияет на воз-
можность увеличения серийности изго-
товления каждого типоразмера, а сле-
довательно, и на уменьшение себе-
стоимости их производства. Кроме
того, несоответствие предложений Ni
требованиям Xi, характеризуемое раз-
ницей (X—х), также сказывается и
в сфере производства узлов. В случае
(N—х) Д> 0 (при изготовлении, напри-
мер, силовых головок) имеются за-
траты, связанные с нерациональным
использованием (перерасходом) мате-
риалов. Последнее обстоятельство вы-
ражается в необоснованно увеличен-
ных по массе и габаритам конструк-
цияхУузлов и, как следствие этого?

ОЙти мизАци я типАжа ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АЛ
171
в завышенных ценах. Таким образом,
при формировании критерия опти-
мальности (целевой функции) для за-
дачи выбора оптимального параме-
трического ряда узлов в общем случае
необходимо учитывать возможность не-
соответствия между требуемыми и пред-
лагаемыми значениями главного пара-
метра. В процессе эксплуатации обо-
рудования практически всегда суще-
ствует указанное несоответствие.
Однако стремление снизить потери
от несоответствия спроса и предло-
жений может привести к росту затрат
на проектирование и освоение произ-
водства узлов, к снижению серий-
ности выпуска и в конечном счете
к увеличению себестоимости. Поэтому
при оптимизации параметрических ря-
дов унифицированных узлов необхо-
димо прежде всего учитывать сум-
марные затраты, связанные как с их
производством, так и с эксплуата-
цией.
Разработанные АН СССР методы
определения экономической эффек-
тивности новой техники позволяют
установить структуру стоимостной
функции:
3i = Ci + EHKi,
где 3i — приведенные затраты при
использовании z-го ряда, руб.; Ci —
себестоимость эксплуатации узлов z-ro
ряда (годовые эксплуатационные за-
траты), руб.; £н — нормативный ко-
эффициент экономической эффектив-
ности капиталовложений; Kt — капи-
таловложения, связанные с приобрете-
нием узлов z-ro ряда, руб.
Для расчета оптимального ряда уз-
лов достаточно учесть приведенные
затраты, изменяющиеся при измене-
нии ряда. К ним относятся затраты на
электроэнергию, на текущий ремонт
и содержание оборудования, на амор-
тизационные отчисления и на приоб-
ретение оборудования. Таким образом,
для ряда силовых узлов условие опти-
мальности может быть записано в виде
3j —	+ ^aj + CQj 4- CniEnk +
k
+ Eh
l = 1
min,
(7)
где CPj, Ca/, Cqj — соответственно го-
довые затраты на текущий ремонт и
содержание, затраты на амортизацию
и электроэнергию /-го ряда, руб.;
C’nz — затраты на проектирование и
подготовку производства z-ro типо-
размера узла, руб.; [Ц — отпускная
цена z-ro типоразмера узла, руб.;
Лг — количество эксплуатируемых уз-
лов z-ro типоразмера, шт.; k — коли-
чество типоразмеров в ряду.
Тогда для решения задачи оптими-
зации рядов узлов необходимо опре-
делить величину Сп и зависимость
вида 1Ц = f(Niy nt), Ср = f (Ni), Ca =
= C9 = f(Ni).
Поскольку процесс оптимизации па-
раметрического ряда заключается в пе-
рераспределении параметров узлов и
количества их выпуска с целью отыс-
кания минимума приведенных затрат,
то выражение (7) должно иметь в своем
составе указанные переменные, т. е.
k
3j = h(k, til, Nt) -= 2
4=1
где Лг- — объем выпуска узлов z-ro
типоразмера /-го ряда; А/ — вели-
чина основного параметра z-ro члена
ряда.
Очевидно, что на первом этапе задача
сводится к обоснованному выбору ос-
новного параметра. Основной пара-
метр для расчета размерного ряда
должен прежде всего отвечать следую-
щим требованиям: наиболее полно
характеризовать технические, эксплу-
атационные и технологические воз-
можности изделия; обладать большей
степенью стабильности, чем вспомога-
тельные параметры; быть независи-
мым от таких часто изменяемых фак-
торов, как технология изготовления,
применяемые материалы и др.; не
должен ограничивать возможность со-
вершенствования конструкций; основ-
ные параметры родственных типов обо-
рудования в основном должны совпа-
дать с унифицированными.
Для металлорежущих станков, на-
пример, приняты следующие стандар-
тизируемые параметры (некоторые из
них используются для построения
размерных рядов); 1) размерные пара-
метры (размеры устанавливаемых за-
готовок, величина перемещений рабо-

172
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
чих органов за один рабочий цикл,
размеры рабочей поверхности стола,
рабочих органов, определяющих основ-
ные характеристики станка, размеры,
определяющие взаимозаменяемость ос-
настки); 2) мощность главного двига-
теля или суммарная мощность глав-
ных двигателей; 3) силовые пара-
метры (усилие, развиваемое рабочими
органами); 4) параметры, характе-
ризующие производительность (частота
вращения или двойных ходов в ми-
нуту, скорость перемещения рабочих
органов, часовая производительность);
5) весовые параметры (конструктивная
масса, удельный вес).
Например, для силовых узлов АЛ,
когда их конструкция еще не известна,
из числа возможных параметров (мощ-
ности, условного диаметра сверления,
размеров инструмента, усилия подачи,
длины хода) за основной параметр
наиболее целесообразно принять но-
минальную мощность электродвига-
теля или номинальную мощность на
шпинделе Удв. Мощность силового
узла отражается на его размерах во
всех конструкциях, кроме того, мощ-
ность учитывается при выборе узлов
для всех видов обработки. Этот пара-
метр относится к числу стандартизи-
руемых и в наибольшей степени удов-
летворяет перечисленным выше тре-
бованиям.
Для поворотно-делительных ус-
тройств из числа возможных пара-
метров [размера поверхности стола,
мощности привода, числа делений (по-
зиций), массы] основным следует счи-
тать размер рабочей поверхности стола.
Для поворотно-делительных столов
наиболее полно характеризует размер
поверхности стола ’ его диаметр D.
Он также относится к числу стандар-
тизируемых параметров.
Таким образом, при разработке
критерия для расчета оптимального
ряда необходимо найти зависимости
вида 3j = f (/г, /г, Адв) и 3, =
= f(k, ti, D).
Для расчета годовых затрат на элек-
троэнергию, отнесенных к любому
ряду, используют зависимость
k
Сэ7 = 25,1 АМь (8)
4 = 1
где Ni — мощность электродвигателя
силового узла 4-го типоразмера, кВт.
Известные зависимости для расчета
годовых затрат на текущий ремонт и
содержание оборудования по кате-
гории сложности ремонта и проведен-
ный регрессионный анализ технических
характеристик силовых узлов (позво-
ливший получить уравнение регрессии
категории сложности ремонта силового
узла на его мощность) дали возмож-
ность выразить эти затраты для любого
ряда в виде выражения
k
Ср; = 52 £ (1,5 + 0,37У;)«г- (9)
4 = 1
Выражение для расчета затрат на
амортизационные отчисления для ряда
узлов получено из имеющихся зависи-
мостей этих затрат от стоимости обору-
дования и от программы его выпуска,
а также на основе регрессионного ана-
лиза стоимостей силовых узлов и их
мощностей Ni‘.
k
Caj = 0,154 2 (640 + 454У;) X
’	4 = 1
х (5О//Ъ-)0’27^.	(10)
В результате объединения зависи-
мостей (8), (9), (10) получено выра-
жение, позволяющее рассчитать при-
веденные затраты для любого ряда
силовых узлов:
k
3j 2 [78 + 44,ЗУ; +
4 = 1
+ 226,5 (5O/7h)0’27 +
+ 16\Ni	ftt + CnEHX (11)
Предварительный ана-
лиз критерия 3j на чув-
ствительность. Для опреде-
ления чувствительности критерия к из-
менению параметров, входящих в (11),
рассчитывался оптимальный ряд сило-
вых головок для различных функций
спроса Р (А), различной годовой про-
граммы выпуска nt и различной цены
головок Hi. Некоторые результаты
расчета представлены на рис. 1 и
в табл. 2.
Условно были приняты два закона
распределения главного параметра—

ОПТИМИЗАЦИИ ТИПАЖА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АЛ
173
2.	Результаты анализа критерия
о
о
и
л PQ
к
мощности электродвигателя Адв голо-
вок (рис. 1, а). Кривая I отличается
от кривой II тем, что при одной и
той же вероятности Р (N) Ап=2ЛЦ.
Цены головок Ц} были выбраны так,
что Ц2= 2Ц1У Ц3=ЗЦ3. Наконец,
общая программа выпуска головок п
принималась равной 500, 1000 и
1500 шт/год.
На рис. 1, б показаны графики изме-
нения минимальных приведенных за-
трат 3j в зависимости от числа типо-
размеров k силовых головок в ряду.
Параметры рядов, соответствующие ми-
нимальным затратам при указанных
значениях исходных данных, приве-
дены в табл. 2.
Анализ полученных результатов по-
казывает, что при одной и той же
функции спроса (кривая /, рис. 1, а)
изменение программы выпуска и цены
головок в рассматриваемых пределах
не оказывает влияния на число /гоПТ-
и номинальную мощность электродви-
гателей АдВ оптимального ряда. Для
ЭТИХ условных ИСХОДНЫХ данных &ОПТ —
= 5 (табл. 2). При изменении функции
спроса [сдвиг в сторону увеличе-
ния АдВ при тех же вероятностях
Р (N) спроса (кривая II, рис. 1, а)]
число членов оптимального ряда уве-
личивается (&опт = 6), и возрастает
мощность головки минимального ти-
Р(М)
5)
Рис. 1. Влияние функции спроса Р (Л/)
силовых узлов и программы их выпуска/^
на оптимальное число типоразмеров &опт
(см. табл. 2) в параметрическом ряду
поразмера. Следовательно, при под-
готовке исходных данных для расчета
необходимо стремиться к получению
возможно более точной информации
относительно закона распределения по-
требности в узлах, так как остальные
параметры оказывают меньшее влия-
ние на результаты расчета и их можно
определять с меньшей точностью.
Отдельно анализировалось влияние
’затрат на освоение производства новых
узлов на результат оптимизации. Было
установлено, что при существующих
значениях затрат (по данным станко-
строения затраты, связанные с освое-
нием производства силового узла од-
ного типоразмера, составляют в сред-
нем 18 000—28 000 р.) они оказывают
слабое влияние на положение точки
оптимума на графиках (рис. 1, б) и
становятся ощутимыми только при
большом числе типоразмеров в ряду.


МЁТОДЫ бгН'ИМДЗАЦИИ
При выбранных значениях исходных
данных учет затрат на освоение про-
изводства приводит к тому, что за-
траты 3j при k = 5 становятся почти
такими же, как и при k = 4, что дает
основание уменьшить на единицу число
типоразмеров в проектируемом ряду
силовых головок.
Результаты этого предварительного
анализа необходимо учитывать при
оптимизации параметрических рядов.
Примеры. 1. Расчет оптималь-
ных рядов силовых узлов.
В случае, когда функция спроса задана
в явном виде, а число возможных вариан-
тов рядов сравнительно невелико, задача
оптимизации параметрических рядов си-
ловых головок может быть решена методом
полного перебора всех возможных вариан-
тов типажа.
Под типажом понимается несколько
типов силовых узлов, каждый из которых
предназначен для выполнения определен-
ных видов обработки. Например, в каком-
то частном случае может быть необходим
следующий типаж силовых узлов: свер-
лильно-резьбонарезные, фрезерные, рас-
точные.
Типаж силовых узлов зависит от видов
обработки, которые необходимо выпол-
нять на станках, а также от принятых
конструкций узлов, позволяющих совме-
щать выполнение тех или других видов
обработки.
Ряд силовых узлов — это определен-
ное, количество узлов данного типажа,
отличающихся значениями основного
параметра. Разрабатываемые ряды сило-
вых узлов целесообразно характеризо-
вать количеством узлов и значениями ос-
новного параметра, т. е. числом типораз-
меров.
Оптимальному ряду силовых узлов
соответствует такой ряд, который обеспе-
чивает условия обработки деталей с ми-
нимальными капиталовложениями и экс-
плуатационными издержками при произ-
водстве и эксплуатации узлов. Оптими-
зация параметрических рядов узлов пре-
дусматривает следующую методическую
последовательность выполнения работы:
1)	сбор исходной информации на ос-
нове анализа технологических процессов
обработки деталей или сборки изделий на
предприятиях отрасли промышленности,
для которой создается ряд;
2)	установление необходимого типажа
унифицированных узлов;
3)	определение доли каждого типа уз-
лов в общей программе их выпуска;
4)	расчет оптимальных рядов узлов
каждого типа;
5)	расчет основных технологических
и конструктивных параметров для каж-
дого типоразмера узла.
В соответствии с этим на предприятиях
машиностроения, где используется или
будет использоваться оборудование, долж-
на быть собрана исходная информация,
полученная на основе анализа перспектив-
ных технологических процессов изготов-
ления наиболее характерных изделий.
3.	Характеристика потребности
в силовых узлах по видам обработки
Обработка, выпол- няемая силовыми узлами	1	к сЗ 2	к о » и \о		Необхо- димое число узлов	
	со о ю о	СЗ 0) S \о к о		
			шт.	%
Сверление, зенке-		с	2120	74
рование, рассвер-				
ливание, развер-				
тывание *				
Фрезерование		ф	330	И
Растачивание		р	59	2
Нарезание резьбы		н	352	12
Прочие		П	15	1
* Объединение
этих
видов об-
работки в одну группу объясняется
тем, что все конструкции узлов, вы-
полняющие операции сверления,
могут выполнять и другие виды
обработки.
Соответствующим образом закодиро-
ванная и обработанная на ЭВМ исходная
информация содержит сведения о требуе-
мых параметрах различных типов узлов
и является основой для расчета оптималь-
ных рядов.
Определение возможного типажа си-
ловых узлов. Типаж силовых узлов зависит
от выполняемых видов обработки и от
конструкций узлов по видам выполняемой
обработки; например для производства
группы изделий на заводах тракторного
машиностроения необходимы узлы, ха-
рактеристика потребности которых при-
ведена в табл. 3.
Рассматривая возможность выполне-
ния приведенных в табл. 3 видов обработки
различными конструкциями узлов, можно
отметить следующее: известны конструк-
ции силовых узлов, которые помимо свер-
ления могут выполнять фрезерную обра-
ботку небольших поверхностей, расточку,
не требующую высокой точности, а также
операции нарезания резьбы. Для этих
целей может быть использован винтовой
привод подач или плоскокулачковый (при
малой длине хода инструментов). В слу-
чае, если требуется выполнять тяжелые
фрезерные работы и точную расточку,
необходимы специальные конструкции уз-
лов, предназначенные для этих видов об-
работки. При этом гидравлический привод
обладает рядом преимуществ. В то же время
гидравлический привод нельзя использо-
вать для операций нарезания резьбы без
применения специальных устройств. Та-
ким образом, в табл. 4 приведены восемь
возможных вариантов типажа силовых
узлов.
Типаж узлов может состоять из одного
типа узлов (один вариант), из двух типов
узлов, при этом возможны три варианта:
из трех типов узлов (три варианта) и из
четырех типов узлов (один вариант) (см.
табл. 4).

ОПТИМИЗАЦИЯ ТИПАЖА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АЛ
175
4.	Возможные варианты типажа
силовых узлов
№ ва-
риантов
типажа
Обозначение ва-
риантов типажа *
Число
типов
узлов
СФРН (I)	1
СРН (II), Ф (II)	2
СФН (III), Р (III)	2
СФР (IV), Н (IV)	2
СР (V), Ф (V), Н (V)	3
CH (VI), Ф (VI),	3
Р (VI)
СФ (VII), Р (VII),'	3
Н (VII)
С (VIII), Ф (VIII),	4
Р (VIII), Н (VIII)
* Обозначение вида обработ-
ки см. в табл. 3. В скобках указы-
вается номер варианта типажа.
Для установления наивыгоднейшего
варианта типажа узлов можно рассчи-
тать оптимальные ряды силовых узлов по
каждому варианту и определить тот, ко-
торый обеспечивает минимальное - значе-
ние 3;. Расчет оптимальных рядов силовых
узлов" осуществляется на основе соотно-
шения (И), приведенного выше. Выра-
жение (11) удобно для сравнения несколь-
ких вариантов типажа силовых узлов
в связи с тем, что число переменных в нем
сведено к минимуму. Каждый из рассма-
триваемых рядов должен иметь следующие
данные: число типоразмеров, мощность
и программу выпуска.
Выражение (11) представляет собой
нелинейную функцию величин N N 2,
N$, ..., определяющих искомый пара-
метр. Кроме того, функция является глад-
кой и непрерывной, что позволяет решить
задачу поиска экстремума.
Оптимальный ряд каждого типа узлов
возможно рассчитать по следующему мето-
дическому плану:
сгруппировать исходную информацию
о требуемых параметрах узлов по видам
выполняемой обработки в соответствии
с рассматриваемым вариантом типажа
(см. табл. 3 и 4);
для каждого типа узлов определить
интегральную функцию распределения тре-
буемых мощностей резания и с учетом КПД
узлов — интегральную функцию распре-
деления требуемых мощностей электро-
двигателей Адв;
установить диапазон требуемых мощ-
ностей электродвигателей из стандартного
ряда;
составить все возможные варианты ря-
дов, отличающихся числом типоразмеров
и величинами мощностей каждого размера;
при этом обязательно выполнение условия,
чтобы в каждый ряд входил типоразмер
с наибольшей мощностью;
для всех вариантов рядов с помощью
интегральной функции распределения тре-
буемых мощностей электродвигателей оп-
ределить долю каждого типоразмера в вы-
Рис. 2. Результаты оптимизации пара-
метрического ряда силовых узлов:	$
а — интегральная функция спроса Р (V);
б — зависимость 3j от числа типоразмеров k
в ряду; 1 — мощность резания; 2 — мощ-
ность электродвигателей
пуске и по известной общей программе п
подсчитать программу выпуска каждого
f-го типоразмера;
с помощью выражения (11) подсчитать
приведенные затраты 3j для всех вариан-
тов типажа;
определить оптимальный ряд силовых
узлов рассматриваемого типа, которому
соответствует минимальная величина при-
веденных затрат 3j.
Анализ статистических распределений
по рассматриваемым вариантам^рядов си-
ловых узлов позволил определить гранич-
ные значения главного параметра — мощ-
ности силовой головки. Он изменяется от
0,12 до 22 кВт (см. кривые распределения
на рис. 2, а). В этом диапазоне ГОСТом
предлагается 17 электродвигателей, из
которых может быть составлен ряд сило-
вых головок.	*
Число возможных вариантов рядов из k
электродвигателей при М = 17 равно
С7И—Г Для перебора всех вариантов с чис-
лом k от 1 до М необходимо рассмотреть
М —1 ,	,
S	&	М— 1
। = 2	— 1 рядов. Это равен-

176
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
ство непосредственно следует из бинома Нью-
тона. Размерность задачи позволяет осу-
ществить такой перебор с помощью ЭВМ
и выбрать лучший по критерию 3 • вариант
Перебор вариантов на ЭВМ выполнен
следующим образом: составлен возрастаю-
щий по мощности электродвигателей ряд
с Nдв = 0,15 4-22 кВт, каждому значению
соответствует определенная позиция в таб-
лице перебора. При использовании в ряду
головки с мощностью Мдв в соответствую-
щей графе таблицы перебора ставится еди-
ница, в случае, когда она не используется,
ставится нуль.
Таким образом, определенному ряду
соответствует своя последовательность
нулей и единиц. Эту последовательность
можно рассматривать как двоичное число.
Единице, стоящей в М-й позиции, соответ-
ствует минимальное двоичное число. Для
получения нового варианта достаточно
прибавить к этому числу единицу. Анали-
зируя вновь полученное сочетание нулей и
единиц, можно по номерам соседних по-
зиций, в которых обнаружены единицы,
вычислить затраты на силовые узлы с мощ-
ностью Nкоторые перекрывают диапазон
от П}-! До N} (Ni	Обозначим
эти затраты через f (Nг N Тогда за-
траты, связанные с производством и экс-
плуатацией ряда из k типоразмеров, оп-
ределяются выражением
/г
3j= S "О-
£ = 1
Таким образом, накапливая сумму
f	для всех позиций, в которых
обнаружены единицы, определим 3j ддя
каждого сочетания нулей и единиц.
Процесс сложения единицы с двоич-
ным набором продолжается до тех пор,
пока во всех позициях не появятся еди-
ницы. Далее, просматривая суммы, выби-
раем ряд с наименьшим ее значением.
На рис. 2, а приведены интегральные
функции распределения требуемых мощ-
ностей резания (кривая /) и требуемых мощ-
ностей электродвигателей силовых узлов
(кривая 2), выполняющих все виды обра-
ботки (ряд СФРН, табл. 4). Эти экспери-
ментальные кривые хорошо аппроксими-
руются теоретическим распределением
вида
\ а
F (А) = 1 — е х
С вероятностью 99,9 % наибольшая
мощность Адв узлов не превышает 22 кВт,
минимальное значение Адв = 0,12 кВт.
Учитывая, что потребность в силовых уз-
лах мощностью 13 и 17 кВт по статистиче-
ским данным меньше 1 %, силовые головки
с этими двигателями для сокращения тру-
доемкости расчетов не включались в рас-
сматриваемый ряд. Таким образом, наи-
большее число силовых узлов, принятое
для расчета, составляет 15 типоразмеров
Ц = 15),
5. Результаты расчета 3j
для варианта СФРН
k, шт.	3j, тыс. руб/год	Мощности силовых узлов, кВт
1 2	3291,1 978,6	22 22; 2,2
3	764,8	22; 5,5; 1,1
4	669,5	22; 10; 3; 0,8
(2)	640,2	22; 10; 5,5; 2,2; 0,6
6	629,8	22; 10; 5,5; 2,2; 1,1; 0,4
7	628,8	22; 10; 5,5; 4; 2,2; 1,1; 0,4
8	629,4	22; 10; 5,5; 4; 2,2; 1,5; 0,8; 0,4
9	632,4	22; 10; 5,5; 4; 3,2; 2,2; 1,5; 0,8; 0,4
10	636,9	22; 10; 5,5; 4; 3; 2,2; 1,5; 1,1; 0,8; 0,4
1 1	642,5	22; 10; 7,5; 5,5; 4; 3; 2,2; 1,5; 1,1; 0,8; 0,4
12	648,2	22; 10; 7,5; 5,5; 4; 3; 2,2; 1,5; 1,1; 0,8; 0,6; 0,27
13	654,7	22; 10; 7,5; 5,5; 4; 3,2; 2; 1,5; 1,1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,27
14	663,7	22; 10; 7,5; 5,5; 4; 3; 2,2; 1,5; 1,1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,27; 0,18
15	673,7	22; 10; 7,5; 5,5; 4; 3; 2,2; 1,5; 1,1; 0,8; 0,6; 0,4; 0,27; 0,18; 0,12
Минимальные значения приведенных
затрат 3j для различных k приведены
в табл. 5, а изменение 3- в зависимости
от /г графически представлено на рис. 2, б.
Минимальные затраты соответствуют
ряду узлов, состоящему из семи типораз-
меров с мощностями 0,4; 1,1; 2,2; 4,0;
5,5; 10; 22 кВт. Однако из-за незначи-
тельной разницы приведенных затрат по
сравнению с рядом из шести типоразмеров
рекомендуется ряд с мощностями: 0,4;
1,1; 2,2; 5,5; 10; 22 кВт.
Аналогично были рассчитаны все ряды,
представленные в табл. 4, за исключением
вариантов, предназначенных для операции
растачивания [Р(Ш), (VI), (VII), (VIII) J-
В табл. 6 даны сводные результаты расче-
тов.
Как видно, исключение из рядов узлов,
выполняющих все виды обработки (ряд I
СФРН) фрезерных или фрезерно-резьбо-
нарезных головок, не приводит к сущест-
венному изменению оптимального и реко-
мендуемого рядов (см. табл. 6). Как и
в случае варианта I, рекомендуемыми для
варианта СРН (II) являются шесть типо-
размеров с мощностями 0,4; 1,1; 2,2; 5,5;
10; 22 кВт. Для варианта СР (V) рекомен-
дуемое число типоразмеров уменьшается
на один, и их мощность составляет 0,4;
1,1; 4,0; 10; 22 кВт.
Расчет оптимальных рядов узлов, вы-
полняющих только операции растачива-
ния, не производился из-за незначитель-
ной потребности (менее 2 %) в них. Для
определения ряда этих узлов и их пара-

6. Результаты расчета 3- для различных вариантов типажа силовых узлов
Варианты типажа	Число чле- нов ряда	Мощность Мдв, кВт	Годовая про- грамма вы- пуска, шт.	Сравнивае- мые затра- ты, тыс. руб. при		Число чле- нов ряда	^Мощность кВт	Годовая про- грамма вы- пуска, шт.	Сравнивае- мые затраты, тыс. руб. при	
				ч.	Ч2				ВЦ	1
Ряды с наибольшим экономическим эффектом							Рекомендуемые	: РЯДЫ		
СФРН I (все виды обработ- ки)	7	0,4; 1,1; 2,2; 4,0; 5,5; 10; 22	1250	629	1078	6	0,4; 1,1; 2,2; 5,5; 10; 22	1250	630	—
СРН (II), CH (VI) (все ви- ды обработки за исключе- нием фрезерования)	7	0,4; 1,1; 2,2; 4,0; 5,5; 10; 22	1000	497	856	6	0,4; 1,1; 2,2; 5,5; 10; 22	1000	498	—
СР (V), С (VIII), (все виды обработки за исключением фрезерования и нарезания резьбы)	6	0,4; 1,1; 3,0; 4; 10; 22	750	408	707	5	0,4; 1,1; 4,0; 10; 22	750	413	714
Ф (II, V, VI, VIII — фре- зерование)	5	1,1; 2,2; 4,7; 7,5; 13	250	200	355	4	1,1; 3,0; 7,5; 13	250	203	—
Н (IV, V, VII, VIII) (на- резание резьбы)	4	0,4; 1,1; 2,2; 4,0	250	101	175	3	0,6; 1,5; 4	250	103	—
Обозначения:	— для расчетной стоимости узлов; Ц2 — для стоимости узлов, равной 2Ц1Ф
ОПТИМИЗАЦИЯ ТИПАЖА ОСНОВНЫХ УЗЛОВ АЛ

178
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
метров необходимо получить дополнитель-
ную информацию на основе обобщения
статистических данных для других отрас-
лей промышленности.
Анализируя сводную таблицу вариан-
тов рядов силовых узлов, можно сделать
следующие выводы: ряды, выполняющие
все виды обработки (СФРН), все виды об-
работки за исключением фрезерования
(СРН, СН) и все виды обработки за исклю-
чением фрезерования и нарезания резьбы
(СР, С) очень близки и перекрываются
рядом из ^шести типоразмеров с мощно-
стями: 0,4; 1,1; 2,2; 5,5; 10; 22 кВт. Для
выполнения операции фрезерования опти-
мальным является ряд из четырех типо-
размеров с мощностями 1,1; 3,0; 7,5;
13 кВт, для выполнения операций нареза-
ния резьбы — ряд из трех типоразмеров
с мощностями 0,6; 1,5; 4,0 кВт. Таким об-
разом, располагая статистическими за-
кономерностями, характеризующими по-
требность в узлах различных типов и
вариантами типажа, составленными с уче-
том выполняемых технологических опе-
раций, можно путем полного перебора и
оценки всех вариантов по выбранному кри-
терию найти оптимальное решение.
Данный подход к решению задачи до-
статочно трудоемкий при выполнении са-
мих вычислений и особенно при сборе и
обработке исходной информации для вы-
полнения расчета. С целью уменьшения
трудоемкости разработаны методы [5, 6, 8 J,
основанные на использовании динамиче-
ского программирования, адаптивных
алгоритмов, которые позволяют сократить
и объем исходной информации и объем
вычислений, необходимых для _ решения
задачи оптимизации.
Сравнение разработанных методов оп-
тимизации параметрических рядов сило-
вых узлов на основе двух различных глав-
ных параметров — мощности и интенсив-
ности обработки (производительности)
головок — позволяет установить области
применения каждого из методов.
Метод полного перебора вариантов
целесообразно использовать для решения
задач небольшой размерности, когда мак-
симальное число типоразмеров ряда &тах <
<10 и функция спроса задана в явном
виде. С увеличением k резко возрастает
машинное время, необходимое для полу-
чения результатов. Так, например, для
расчета оптимальных рядов типажа, ре-
зультаты которого представлены в табл. 6,
было затрачено более 40 ч машинного вре-
мени на ЭВМ «Наири». Адаптивный ал-
горитм оптимизации [5] более производи-
телен, однако он и более сложен для про-
граммирования. Кроме того, для сокра-
щения времени расчетов он требует пред-
варительной подготовки исходных данных.
Целесообразная область применения —
задачи с большим числом типоразмеров
(^тах 30) и слУчай:’Когда функция спроса
не может быть получена в явном виде.
Наиболее универсальным можно счи-
тать метод оптимизации, основанный на
динамическом программировании. Он легко
реализуется на ЭВМ, для получения ре-
зультатов требует значительно меньше ма-
шинного времени, чем метод полного пере-
бора, При использовании в качестве глав-
ного параметра интенсивности обработки
имеется возможность определения расчет-
ным путем оптимальных значений техно-
логических параметров головок.
2. Расчет оптимального
ряда поворотно-делитель-
ных столов. Поворотно-делительные
столы вместе с силовыми головками от-
носятся к основным узлам АЛ. От пара-
метров столов зависят возможность обра-
ботки деталей и сборки изделий разных
размеров, число выполняемых переходов,
точность обработки и производительность
многопозиционных станков, из которых
компонуют линии. Однако на практике
нередки случаи несоответствия параме-
тров имеющихся столов требуемым пара-
метрам; не обосновано число типоразме-
ров выпускаемых столов, недостаточны
наибольшие диаметры, низкая точность
деления и т. д. Поэтому при выборе пара-
метров и конструкций поворотно-делитель-
ных столов необходимо решить следующие
задачи: разработать метод расчета опти-
мального ряда делительных столов; про-
вести анализ процессов обработки деталей
и установить требования к основным пара-
метрам столов; рассчитать оптимальное
число типоразмеров столов и значения их
основного параметра; провести исследова-
ния поворотных делительных столов раз-
ных конструкций и выбрать рациональные
для принятого ряда.
Основным параметром, по которому
строится ряд столов, является диаметр
D (мм) планшайбы. Поэтому параметриче-
ский ряд делительных столов характери-
зуется числом типоразмеров и значениями
диаметров их планшайб.
Для оптимального ряда делительных
столов достаточно определить приведенные
затраты, меняющиеся при изменении ряда.
К ним относятся затраты на изготовление
столов, зависящие от их диаметров и про-
граммы выпуска, затраты на текущий ре7
монт и содержание, на амортизационные
отчисления, на электроэнергию и на за-
нимаемую производственную'площадь.
Существующие зависимости для рас-
чета годовых затрат на текущий ремонт
и содержание оборудования по известной
категории сложности ремонта и проведен-
ный регрессионный анализ технических
характеристик делительных столов, поз-
воливший получить уравнение регрессии
категории сложности ремонта стола на его
диаметр, дали возможность выразить эти
затраты для любого ряда столов в виде
выражения
* I
Cvi = 52 4j (°>0024 + 0’0043731 —
i= 1
-0.10“7/)2)
где C-pj — годовые затраты на текущий ре-
монт и обслуживание делительных сто-
лов, руб/год; ГЦ — диаметр планшайбы
стола z-го типоразмера, мм; k — число
типоразмеров столов в ряду, шт; — го-
довая программа выпуска столов Аго типо-
размера, шт/год,

ОПТИМИЗАЦИЙ ТИПАЖА ОСНОВНЫХ УЗЛОН АЛ
i?0
Выражение Для расчета затрат На амор-
тизационные отчисления для параметри-
ческого ряда столов получено из имею-
щихся зависимостей этих затрат от стои-
мости оборудования и от программы его
выпуска, а также на основе регрессион-
ного анализа стоимостей столов и их диа-
метров, в виде
k Г
Ся . = 0,154 У (—918, 6 + 4,66/); -
aj	I \	L
для каждого варианта. Оптимальному
ряду столов будет соответствовать мини-
мальная величина приведенных затрат.
Проведенный анализ технологических
процессов обработки деталей позволил
определить потребность в делительных
столах разных диаметров.
Ниже указаны требуемые значения диа-
метров столов (скорректированные с уче-
том нормального ряда) и соответствующие
им значения потребности в штуках (в со-
ответствии с собранной информацией) и
в процентах.
Диаметр стола, мм	 Потреб- ность, шт	 Потребность по эмпири- ческой кри- вой, %		. -• 250	320	400	500
	11	129	59	146
	2.1	22,6	10,4	25,4
Потреб- ность по теоретической кривой, % . . .	2,5	21,5	18	15
630	800	1000	1250	1600	2500	3150
86	67	27	20	10	9	8
14,7	11,7	4,8	3,5	1.8	1,6	1,4
11,5	3,5	2	2	1	1,6	1,4
где — годовые амортизационные от-
числения от стоимости столов i-го ряда
типоразмеров, руб/год.
Учитывая относительно небольшую долю
затрат, применительно к рядам столов, на
электроэнергию и на занимаемую производ-
ственную площадь и по этой причине не
вводя их в расчет, общее выражение при-
веденных затрат представим в виде
Функция спроса представлена на рис. 3.
Учитывая, что потребность в столах диа-
метром более 1600 мм не превышает 3 %,
принимаем этот размер стола за наиболь-
ший требуемый. Тогда на основании при-
веденных выше данных составим все воз-
можные варианты рядов столов с числом
типоразмеров от 1 до 11 и рассчитаем при-
веденные затраты для каждого варианта.
В табл. 7 даны минимальные значения
приведенных затрат для рядов столов
с k = 1н-11, рассчитанные на ЭВМ (об-
щая программа выпуска столов 500 шт/год),
k
3^=52 S (о,0024 + 0,00437) z —
£ = 1
k
-9.10"7/);) +-+ 0,354 J] ^(-918,6 +
-4 2\ / 1 \0,27]
+ 4,66Z)Z - 6-10	] + +
+ СпЕн/г...,	(12)
где 3j — годовые приведенные затраты для
ряда столов, состоящего из k типоразмеров
с учетом затрат на освоение каждого типо-
размера, руб/год.
Так как значения диаметров D столов
регламентированы, а общее число типо-
размеров в ряду невелико, задачу можно
решить методом полного перебора вариан-
тов по алгоритму, приведенному выше.
Для расчета оптимального параметри-
ческого ряда столов необходимо рассмо-
треть все возможные варианты рядов, со-
ставленные с таким условием, чтобы каж-
дый вариант включил типоразмер с наи-
большим требуемым размером стола, и
в соответствии с потребностями производ-
ства программу выпуска каждого типораз-
мера ряда. С помощью выражения (12)
можно рассчитать приведенные затраты
7. Результаты расчета затрат 3j
для различных вариантов рядов столов
Число типоразме- ров в ряду, шт.	ные при- затраты Д		Диаметры столов, мм
	Л СЗ S к к к £	веденные ; 3j, руб/го	
1	282	158	1600
2	184	505	1600, 630
3	168	344	1600, 800, 500
4	165	923	1600, 900, 630, 400
5	169	115	1600, 900, 630, 500, 320
6	171	657	1600, 900, 630, 500, 400, 320
7	175	608	1600, 1 120, 800, 630, 500, 400, 320
8	180	443	1600, 1 120, 800, 630, 500, 400, 320, 250
9	186	410	1600, 1120, 900, 800, 630, 500, 400, 320, 250
10	192	526	1600, 1250, 1 120, 900, 800, 630, 500, 400, 320, 250
И	198	906	1600, 1250, 1120, 1000, 900, 800, 630, 500, 400, 320, 250

180
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис.З. Интегральная функция спроса Р(£>):
----теоретическая зависимость; — — — —
экспериментальная зависимость
Рис. 4. Зависимость критерия 3 j от числа
типоразмеров k поворотно-делительных
столов в параметрическом ряду:
--- стоимость столов по прейскуранту;
— — — — стоимость столов Ц = 2Дг-; 1 —
без учета затрат на освоение производства
столов; 2 — с учетом затрат на освоение
производства (5 тыс. руб. на один типо-
размер); 3 — с учетом затрат на освоение
производства (10 тыс. руб. на один типо-
размер)
а на рис. 4 результаты этого расчета пока-
заны в виде графика.
В данном случае минимальные затраты
и, следовательно, оптимальный ряд со-
ответствуют четырем типоразмерам сто-
лов с диаметрами планшайб 1600, 900,
630, 400 мм.
НАПРАВЛЕННЫЙ ПОИСК
ОПТИМАЛЬНЫХ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
И СТРУКТУРНО-
КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
Исходные предпосылки и критерий
оптимизации. Разработка методов
проектирования оптимальных техно-
логических процессов является одной
из центральных проблем технологии
машиностроения и требует решения
следующих конструктивно-технологи-
ческих задач:
выбора рационального метода полу-
чения заготовок;
выбора методов обработки поверх-
ностей, обеспечивающих заданный уро-
вень производительности, точности и
качества обработки детали;
проектирования технологического
маршрута обработки;
разработки технологических схем и
компоновок оборудования с оптималь-
ной концентрацией элементарных опе-
раций (с оптимальной структурой тех-
процесса);
оптимизации режимов резания с уче-
том выбранных способов (планов) за-
мены инструментов, числа наладчиков,
обслуживающих станки;
разработки планировки линии или
автоматического участка с обоснова-
нием методов транспортирования дета-
лей, вопросов многостаночного обслу-
живания, контроля и т. д.
Сложность научно обоснованного ре-
шения перечисленных задач опреде-
ляется прежде всего их взаимосвязью.
Выбор методов обработки поверхности
детали существенно зависит от типов
и компоновок оборудования, которые
определяются на завершающих этапах
проектирования технологических про-
цессов. Например, окончательный вы-
бор между методами фрезерования и
протягивания поверхности детали мож-
но сделать лишь применительно к кон-
кретным вариантам компоновок стан-
ков. Наиболее рациональный метод
получения заготовок выбирают в ре-
зультате сравнения полных затрат на
изготовление деталей, включающих за-
траты на их обработку по оптималь-
ному технологическому процессу. По-
этому одной из особенностей проек-
тирования процессов массового произ-
водства является комплексный подход
к задаче оптимизации обработки дета-
лей. Второй особенностью является
поэтапный, пошаговый процесс отра-
ботки оптимального решения; причем
на каждом последующем шаге пара-
метры процесса уточняются, чйсло
анализируемых вариантов сокраща-
ется, а точность и сложность расчетов
увеличивается.

поиск СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
181
Если технологом выбран наиболее
рациональный вид заготовки, то можно
перейти к следующей задаче оптими-
зации: при принятом методе получе-
ния заготовки выбрать оптимальные
схемы и компоновки оборудования
с учетом вариантности технологиче-
ского маршрута обработки детали.
В связи с тем, что на стадии выбора
и обоснования технологического марш-
рута формируются условия, обеспечи-
вающие заданную точность обработки
детали и качество поверхностей, необ-
ходимо рассмотреть вопросы оценки и
выбора методов обработки по показа-
телям производительности и точности,
вопросы прогнозирования точности об-
работки деталей на автоматизирован-
ном оборудовании.
Процесс обработки детали и сборки
изделия характеризуется методами об-
работки поверхностей или методами
выполнения элементарных сборочных
операций и структурой, т. е. коли-
чеством объединяемых на каждом стан-
ке элементарных операций и последо-
вательностью их выполнения. Совер-
шенствование методов обработки позво-
ляет в ряде случаев в несколько раз
повысить эффективность той операции,
на которой они применяются. Изме-
нение же структуры процесса в не-
сколько десятков раз изменяет пока-
затели эффективности не одной опе-
рации, а процесса в целом.
Важность выбора оптимальной
структуры процесса определяется тем,
что с изменением степени концентра-
ции операций технологического про-
цесса в десятки раз меняется станко-
емкость обработки и трудоемкость де-
тали, изменяется ее себестоимость;
следовательно, степень концентрации
операций оказывает решающее влияние
на технико-экономическую эффектив-
ность.
Поэтому одной из первоочередных за-
дач проектирования процессов круп-
носерийного и массового производства
является разработка методов выбора
оптимальной по концентрации опера-
ций структуры технологического про-
цесса и наиболее эффективных струк-
турно-компоновочных схем оборудова-
ния.
Существует немало примеров в ма-
шиностроении, которые характеризу-
ются как недостаточным, так и слиш-
ком высоким уровнем концентрации
операций. Первое приводит к увели-
чению числа станков и обслуживающих
их рабочих, к увеличению станкоем-
кости, трудоемкости, себестоимости де-
тали, второе — к созданию сложного,
дорогостоящего и недостаточно надеж-
ного оборудования, частые простои
которого также вызывают увеличение
станкоемкости и себестоимости детали.
Сложность и важность проблемы пра-
вильного выбора оптимального ва-
рианта построения системы покажем
на конкретном примере обработки
корпусной детали, характерной для
многих отраслей промышленности. При
использовании одних и тех же мето-
дов обработки ее поверхностей и
одного и того же типа оборудования —
агрегатного, можно предложить 22
принципиально отличающихся вариан-
та структуры процесса и схем построе-
ния станочных систем (табл. 8). Глав-
ная отличительная особенность ва-
риантов — это степень концентрации
элементарных операций, определяемая
числом объединяемых на одном станке
или станочной системе режущих ин-
струментов.
Варианты технологического процесса
представлены центром (табл. 8) с по-
следовательной работой инструментов,
однопозиционными односторонними и
многосторонними агрегатными стан-
ками (АС) с револьверными и много-
шпиндельными головками, многопо-
зиционными АС различных типов,
участками АЛ, технологическими си-
стемами из многопозиционных станков
и линий с гибкими связями. Они ха-
рактеризуются цикловой производи-
тельностью, станкоемкостью полной
обработки, стоимостью комплекта обо-
рудования и себестоимостью детали.
При одновременной обработке не-
скольких деталей в каждой позиции
в одну или несколько установок,
в спутниках или без спутников число
возможных вариантов схем станочных
систем превышает 100, а разница в чис-
ловых значениях параметров процесса
еще более увеличивается. Следова-
тельно, важность проблемы заклю-
чается прежде всего в том, что схема
построения системы и степень кон-
центрации..операций процесса оказы-

№
МЁ 1'6Иы 6п1й мйёАЦйй
8, Варианты построения агрегатированных станочных систем
для обработки корпусной детали
Индекс подклас- са схем (см. рис. 5)	№ вари- анта	Вариант, построения станочных систем	Тц, мин, по лимитирующе- му станку	Станкоемкость полной обработ- ки детали, мин	про- год 	1
					К ч'н
					gi9
					§ о н S со о 23- со О
					□ si
К1Пс	1	Обрабатывающий центр с магазином на 50 инструментов *	31	36	7 800
	2	Поточная линия из 25 односторонних АС с револьверными одношпиндельны- ми головками	1,2	18,3	203 000
	3	Поточная линия из 18 односторонних АС с делительными приспособлениями, с револьверными и одношпиндельны- ми головками	3,7	19,2	65 000
КШр	4	Поточная линия из 22 односторонних многошпиндельных и одношпиндель- ных АС	0,55	11,5	442 000
	5	Поточная линия из 14 многошпиндель- ных АС для обработки с одной и двух сторон	0,55	8,2	442 000
КШрПс	6	Поточная линия из 10 односторонних АС с многошпиндельными револьвер- ными головками	1,26	10,0	192 000
	7	Поточная линия из АС для обработки с одной и двух сторон	1,30	8,1	187 000
	8	Две АЛ для последовательной обра- ботки по одной детали с двух сторон (силовые узлы с многошпиндельными насадками)	3,4	7,0	70 330
КИПс	9	То же, что и в варианте 8 (силовые узлы с револьверными головками и многошпиндельными насадками)	7,4	1 1,2	32 270
	10	То же, что и в варианте 8 (силовые узлы с револьверными головками)	3,6	7,8	65 470
	И	Поточная линия из 14 АС для парал- лельной обработки деталей с двух сто- рон (силовые узлы с многошпиндель- ными насадками)	0,56	3,5	408 350
КИПР	12	Поточная линия из восьми АС для па- раллельной обработки деталей с одной и двух сторон (силовые узлы с много- шпиндельными револьверными голов- ками)	1,1 .	3,2	447 200
	13	Поточная линия из двух многопози- ционных АС и однопозиционного рас- точного станка	0,50	1,48	483 600
КППрПс	14	Две АЛ для обработки с двух сторон, включая расточку	0,58	1,38	408 300
	15	Поточная линия из двух мн’огопози- ционных АС с многошпиндельными револьверными головками и однопо- зиционного расточного станка	1,30	2,68	186 000
	16	Две АЛ для обработки с двух сторон многопозиционными револьверными го- ловками, включая расточку	1,32	2,56	183 180

поиск СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
183
Продолжение табл. 8
Индекс подклас- са схем (см. рис. 5)	№ вари- анта	Вариант построения станочных систем	^Тц, мин, по лимитирующе- му станку	Станкоемкость полной обработ-	ки детали, мин	Цикловая про- изводитель- ность, шт/год
КИШс	17 18	АЛ из двух многопозиционных и одно- позиционного расточного АС с авто- матическими руками АЛ из двух участков	0,58 0,65	1,1 0,87		408 600 364 600
кшпр;	19 20	Две АЛ из двух параллельно работа- ющих многопозиционных АС и одно- позиционный расточный станок Две АЛ из параллельно работающих участков АЛ из двух участков, на каждом из ко- торых т параллельных многопозицион- ных (и однопозиционных расточных) АС	0,58 0,65	1,7 1,5		817 200 729 200
	21		0,53	1,1		817 200 (т = 2)
КПШрПс	22	АЛ из двух участков, на каждом из которых т параллельных потоков	0,65	0,87		729 200 (т 2)
* Каждый вариант включает шлифовальный станок для обработки корпусной детали.					плоскости	
вают решающее влияние на технико-
экономическую эффективность авто-
матизации. Сложность проблемы —
в большой вариантности решений,
в необходимости учета большого числа
параметров для каждого варианта
(таких, как заданная программа вы-
пуска и качество детали, станкоем-
кость, трудоемкость, себестоимость ее
обработки, производительность, на-
дежность, стоимость оборудования; ре-
жимы резания, технические характе-
ристики агрегатных узлов и др.).
Поэтому на практике выбор структуры
процесса и схем станочных систем
осуществляется в большинстве слу-
чаев путем сравнения двух-трех ва-
риантов, разработанных главным обра-
зом на основе личного опыта и интуи-
ции проектанта. При этом оптималь-
ный вариант может оказаться вне рас-
смотрения.
Решение этой проблемы должно осу-
ществляться на основе развития мето-
дов оптимального многопараметриче-
ского синтеза технологических систем
машин, Синтез должен основываться
на анализе элементов и систем в целом,
на методе генерирования вариантов
схем и направленном поиске наилуч-
ших решений без полного перебора
всех возможных для данной детали.
Для условий массового производства
задачу можно сформулировать так:
разработать метод синтеза схем по-
строения технологических систем, поз-
воляющий при минимальном числе
исходных данных найти необходимую
совокупность технически целесообраз-
ных вариантов и путем их направлен-
ного отбора с использованием ЭВМ
выбрать тот, который обеспечивает
заданное чертежом качество деталей и
программу выпуска с наилучшими
экономическими показателями.
При оценке эффективности вариан-
тов компоновок технологического обо-
рудования, а также при решении от-
дельных вопросов его проектирования
и эксплуатации (например, при рас-
чете режимов резания, выборе метода
замены инструментов и т. д.) исполь-
зуют различные критерии оптимиза-
ции, К их числу относятся макси-

184
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
мальная производительность обору-
дования Q, минимальная себестоимость
детали С, минимальные приведенные
затраты 3min (или их переменная
часть), минимальная стоимость обра-
ботки Ст min (технологическая себе-
стоимость), минимальный срок окупае-
мости Fmin дополнительных капитало-
вложений, максимальный доход Атах,
который получает предприятие от экс-
плуатации оборудования, максималь-
ное сокращение трудоемкости детали и
числа производственных рабочих.
Наиболее общим критерием технико-
экономической эффективности новой1
техники являются приведенные за-
траты 3, которые применительно к ре-
шаемой задаче целесообразно пред-
ставить в виде
м
N? % Ci +
г=1
м
+ E[I ai (Az + Цти)
min,
(13)
где 3 — переменная часть приведен-
ных затрат; Ct — себестоимость об-
работки детали на Ам станке или АЛ;
М — общее число операций обработки
детали; at — число параллельно рабо-
тающих станков на Ай операции;
А/—стоимость агрегатного станка
или АЛ; 2/zh — ^на одного комплекта
инструмента для обработки детали;
Nr — годовая программа выпуска; 3Т1=
= 0,15ч-0,20 — нормативный коэф-
фициент экономической эффективности.
Для выделения основных факторов,
зависящих от уровня концентрации
элементарных операций, формулу для
расчета Ci можно представить в виде
Ci = (6 + Р) SGTTфг +
+ [(o^Az + Hi)/Nr] ai +
+ (6 + р) Рин iTцг AsH, (14)
где
Гф; — Ьг (1 + Xj В0;
ai 5s [Дг (1 + У £ф]/Оц,-;
У Bi ~ (Зоб i + Зин i Зож. ni)
sCT, sH —соответственно минутная за-
работная плата станочника и налад-
чика, руб.; Тф — оплачиваемое время
станочника за работу на данном станке;
— время, расходуемое станочником
на непосредственное обслуживание
станка, включающее активное наблю-
дение за его работой (определяется
по нормативам); £3 — сумма удель-
ных, т. е. отнесенных к 1 мин работы
станка, потерь времени на устранение
отказов механизмов (30б), замену ин-
струментов (Зин), ожидание налад-
чика (Зож.н), занятого на других
станках; у — коэффициент, учитываю-
щий дополнительные простои (у > 1);
А = 1,34-1,6 — коэффициент, учиты-
вающий занятость наладчика пред-
варительной настройкой инструмен-
тов и наблюдением за работой станков;
а — коэффициент амортизационных от-
числений; И — стоимость годовой экс-
плуатации инструмента; Q4 — цикло-
вая производительность станка; Зд —•
годовой фонд времени оборудования
при работе в две смены; б = 1,15 —
коэффициент заработной платы с на-
числениями; |3 — общие' накладные
расходы в долях заработной платы,
включающие расходы на текущий ре-
монт оборудования.
С учетом выражения для Ci (14)
формулу приведенных затрат (13) мож-
но записать в виде
3 =
Nr Е + сссгГФ +
1=1
+ ЗннТц AsH) [(aAz + Hi)/Nv\ Ц-
+3Н (Az + Цг)
i=\
min.
(15)
На основании выражения (15) для
расчета переменной части приведен-
ных затрат осуществляется сравнение
вариантов схем и компоновок станков
с различной концентрацией операций,
полученных на предварительной стадии
их проектирования. Методы расчета
удельных потерь времени S3, коэф-
фициента у и других параметров, вхо-
дящих в формулы (14), (15), рассмо-
трены выше.
Оптимизации структуры процесса и
методов обработки поверхностей де-
тали должно предшествовать генери-

110ИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
185
рование вариантов, из которых будет
выбран наилучший. Генерирование ва-
риантов должно быть основано на их
систематизации, т. е. на классифика-
ции структурных схем технологичес-
кого оборудования.
Классификация структурных схем
оборудования и генерирование вариан-
тов. Структурные схемы станков и
сборочных машин весьма разнообраз-
ны. В зависимости от числа и последо-
вательности выполняемых технологи-
ческих переходов они могут быть под-
разделены на три класса: системы
с первой (KI), второй (КП) и третьей
(КШ) степенями концентрации опера-
ций. Внутри каждого класса элемен-
тарные операции могут выполняться
последовательно, параллельно и па-
раллельно-последовательно (рис. 5).
Основным признаком класса KI яв-
ляется обработка детали или сборка
изделия на одной позиции. Формы кон-
центрации KI определяются последо-
вательностью и сочетанием элемен-
тарных операций. При последователь-
ной обработке одинаковых поверхно-
стей детали с разных сторон (за счет
делительного приспособления) или при
последовательной обработке разными
инструментами поверхности детали
с одной и той же стороны (за счет
применения револьверной инструмен-
тальной головки), а также при сочета-
нии этих двух способов обработки (при-
менение револьверной головки и де-
лительного приспособления) имеет ме-
сто последовательная концентрация
элементарных операций первой сте-
пени (К1Пс, рис. 6).
В случае одновременной обработки
одной или нескольких поверхностей
детали с разных сторон осуществля-
ется параллельная концентрация эле-
ментарных операций первой степени
(КШр). Сочетание параллельной обра-
ботки нескольких поверхностей с по-
следовательной обработкой различных
сторон детали или последовательной
обработки каждой поверхности детали
с одной стороны с одновременной обра-
боткой нескольких сторон дает парал-
лельно-последовательную концентра-
цию операций первой степени(КШрПс).
Представленные на рис. 6 структур-
ные схемы иллюстрируют возможные
варианты обработки деталей на стан-
ках данного класса. Схемы строки 1
характеризуют варианты станков, у ко-
торых обработка различных поверх-
ностей детали ведется либо путем
последовательного прямолинейного пе-
редвижения головки с инструментом
на ряд шагов (16, 1в), либо путем
последовательного ввода в действие
различных инструментов (в схеме 1г
за счет использования револьверной
головки, .а в схеме 16 — за счет мага-
зина инструментов и автоматической
руки для их замены).
Схемы, представленные в строках
2—7, отличаются от предыдущих тем,
что после выполнения одной или не-
скольких элементарных операций де-
таль либо перемещается на один шаг
вдоль одной из своих осей, либо пово-
рачивается на некоторый угол вокруг
одной из осей. Таким образом, чем
правее и ниже находится схема, тем
она- сложнее с точки зрения конструк-
тивной реализации, но тем больше ее
возможности в смысле последователь-
ного выполнения самых различных
технологических операций.
Большинство представленных на
рис. 6 схем еще конструктивно не
реализовано по тем или иным при-
чинам.
В настоящее время почти не приме-
няются силовые узлы, осуществляюв
щие кроме рабочих движений после*
довательное перемещение инструмента
(схемы бив). Существующие поворот-
ные приспособления для деталей в боль-
шинстве случаев позволяют вращать
их только вокруг вертикальной оси.
Поэтому при выборе структурных
схем станочных систем для разработки
на их основе компоновочных решений
помимо ограничений, зависящих от
конструкции детали и технологиче-
ского процесса ее обработки, проек-
тант должен учитывать ограничения,
связанные с наличием унифицирован-
ных узлов или серийно выпускаемых
станков, обеспечивающих необходимые
движения деталей и инструментов.
Класс схем К1Пр в отличие от
класса К1Пс не имеет вариантов
структур, здесь может изменяться лишь
число сторон обработки и число ин-
струментов с каждой стороны детали.
Класс КШрПс (рис. 7) имеет струк-
турные схемы, отличающиеся от класса

Схемы агрегатного оборудования
Первой степени концентрации		—	Второй степени концентрации	—		—	Третьей степени концентрации
/	Последова- тельная	Параллель- ная	Послеоойа- | тельно-парал- лельная |	Последова - тельная		Параллель- ная		Послео тельно- лель	ова- парал- ная		Последовательная		Параллельная	Последовательно- параллельная
		L__ I К1Пс 1	| МПр 1	1 | МПрПс |	1 | КППс | 1		| КППр |		КППрПс |			*- I КШПс I т		| КШПр |	| КШПрПс | 1
РИ;а=1
Р=ЦЦ
Р~’ГДЧ
р=1;а-1
p-f;o>l
Р^;а>1
Р>1;Г1
Р^Г1
р>1;о=1
РЧГ’
р>гд>1
р)1;(р1
р>1;сг>1
p--i;pf
P=W>1
Р>Г,у>1
Р>1;Г1.
р)1-д>1
Р=1’’Г1*Л,
Р'-ЛГ1
р^;а>1
р~-1;у>1
р=1;о>1
р^Г1
р>1;(ГН
МЁТоДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Р^ДЦ


р>1;(Г>1


Рис. 5. Классификация структурных схем агрегатного оборудования по степени концентрации элементарных операций:
р — число одинаковых деталей; q — число разных деталей

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ	187
Ррс, 6, Структурные схемы Старков ил^сса KIIR

188
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 7. Структурные схемы станков класса КШрПс

поиск СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
189
КШр только числом сторон обработки.
При числе сторон, большем единицы,
схема из класса К1Пс переходит
в класс КШрПс.
На рис. 7 даны примеры для трех-
сторонней обработки детали; в зави-
симости от конструкции детали число
сторон иногда может быть более четы-
рех (в таких случаях применяют станки
с делительными приспособлениями, на-
пример, для параллельно-последова-
тельного сверления отверстий в поршне
с разных сторон).
Следует отметить, что в этом классе
схем помимо одноинструментной обра-
ботки с нескольких сторон может про-
изводиться обработка группой па-
раллельно работающих инструментов.
Фактор многосторонней обработки су-
щественно сглаживает различия схем по
характеру движения деталей. Так,
схемы, расположенные в строках 2,
3, 4 и 5, 6, 7, мало отличаются по воз-
можностям и для ряда симметричных
деталей могут быть полностью экви-
валентны.
В случае односторонней обработки
деталей по схемам (столбец б, в, г)
класса КШс одновременно несколь-
кими инструментами будет иметь место
частный случай схем класса КШрПс
односторонних станков с параллельно-
последовательной обработкой дета-
лей.
Концентрация операций второй сте-
пени КП характеризуется объедине-
нием в единой системе нескольких по-
зиций обработки или позиций сборки,
соответствующих концентрации КТ
Комплекс элементарных технологичес-
ких операций' при многопозиционной
обработке также может выполняться
последовательно (Пс), параллельно
(Пр) и параллельно-последова-
тельно (ПрПс).
Каждой форме концентрации могут
соответствовать агрегатированные си-
стемы, построенные по двум различ-
ным компоновкам: с движением детали
по прямолинейной траектории (исполь-
зуются шаговые транспортеры) и по
замкнутому контуру в горизонтальной
(рис. 8) или вертикальной плоскостях
(с использованием поворотных столов
или барабанов). При последовательной
обработке на ряде позиций одной
детали или сборке одного комплекта
имеет место последовательная кон-
центрация КППс операций.
Параллельная форма концентрации
КППр может быть реализована' в виде
многопозиционного станка с выпол-
нением одной и той же обработки в каж-
дой рабочей позиции и загрузкой
деталей на отдельных позициях (см.
рис. 5).
Кроме того, параллельная концен-
трация операций этого класса может
быть реализована на роторном станке
с непрерывно вращающимся столом
и загрузкой детали в специальной зоне.
Наконец, параллельно-последова-
тельная концентрация класса КППрПс
характеризуется схемами станков
(рис. 9), где деталь проходит последо-
вательную обработку на всех рабочих
позициях,но в отличие от класса КППр
работа позиций осуществляется парал-
лельно. Следует отметить, что в каж-
дом из трех классов схем КП могут
использоваться любые схемы работы
позиций классов КТ, например, схема
класса КППр может включать ре-
вольверные головки на параллельно
работающих позициях, а схема класса
КППс — силовые головки с много-
шпиндельными коробками или на-
садками.
Так же, как и в КТ структурные
схемы классов КП строятся в зави-
симости от видов движений детали и
инструментов.
Рассматривая классы схем КППс
и КППрПс (см. рис. 8, 9), можно
отметить, что главное их структурное
отличие в том, что у первых и обра-
ботка деталей и работа позиций осу-
ществляется последовательно, т. е.
каждая деталь полностью проходит
все позиции и только после этого на
обработку подается новая. Такие ре-
шения могут быть эффективны для
мелкосерийного производства, особенно
в случае применения на ряде позиций
револьверных головок, позволяющих
автоматически переналаживать си-
стему для обработки разных деталей.
Теоретически такие компоновки позво-
ляют запускать в обработку группы
различных деталей в любой последова-
тельности, в каждом цикле вводя
автоматически в работу те инстру-
менты, которые соответствуют номеру
данной детали.

190
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Ри(^ 8 > .Структурные схе^Ы стау^о^ класса КППс

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
101
Движение инструмента
Движение детали		I-		f		1-		f		д			23^"
													
	/2					Соответст- вует схеме 16 или 2а							
			4		ь t							^si^~	
				Соответст- вует схеме 15 или 4а									
													
													
ел	S7-		Uta			С&с							
Рис. 9. Структурные схемы станков класса КППрПс

192
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИЙ
При прямолинейном движении де-
тали после обработки осуществляется
ее возврат в разгрузочную позицию и
замена на очередную заготовку.
При использовании поворотного сто-
ла или барабана установка заготовки
и съем деталей также осуществляются
на одной позиции.
Вариантность схем класса КППр,
как и в случае класса К1Пр, может
иметь место только с использованием
параллельно работающих позиций и
при обработке разных сторон детали
в каждой позиции. Станки, скомпоно-
ванные по таким схемам, целесообразно
применять в массовом производстве
деталей простой формы и конструк-
ции, что характеризуется небольшой
станкоемкостыо их полной обработки.
К станкам класса КППр такого рода
оборудования можно отнести и много-
позиционные станки непрерывного дей-
ствия (роторного типа). Весьма эф-
фективно такие станки создавать на
основе метода агрегатирования.
Схемы станков КИПрНс (см. рис. 9)
отличакУтся от схем КППс одновре-
менной обработкой детали на всех
рабочих позициях.
Широкие возможности станков и
участков АЛ, построенных по схемам
этого класса, обеспечивают их приме-
нение как в массовом, так и в серийном
(и даже мелкосерийном) производстве.
В настоящее время в машиностроении
широкое применение получили только
станки, построенные по схемам 1а;
1а; 5г (см. рис. 9).
Наконец, объединение в различных
сочетаниях многопозиционных стан-
ков или участков (с жесткой связью
между станками) АЛ характеризует
третью степень концентрации элемен-
тарных операций КШ (на рис. 5
показаны варианты схем линий из
многопозиционных станков).
Форма концентрации КШПс может
быть реализована путем последова-
тельного объединения нескольких
участков АЛ с установкой накопителей
деталей между ними или последова-
тельного объединения многопозицион-
ных станков (в том числе и роторного
типа).
Объединение нескольких одинаковых
параллельно работающих участков ли-
ний или нескольких одинаковых много-
позиционных станков в единую авто-
матическую производственную систему
характеризует параллельную концен-
трацию КШПр.Последовательное объ-
единение нескольких параллельно ра-
ботающих . участков или многопози-
ционных станков позволяет получить
схемы класса КШПрПс.
Во всех классах схем станков воз-
можна одна- и многопоточная обра-
ботка одинаковых и разных по форме
и размерам деталей (р = 1, 2, ...; q ==
= 1, 2, ..., см. рис. 5).
На основе рассмотренной выше клас-
сификации, содержащей структурные
схемы оборудования, осуществляется
формирование вариантов структурно-
компоновочных схем технологических
систем. Исходной информацией для
этого служит чертеж детали с техни-
ческими условиями на ее изготовле-
ние, технологический маршрут обра-
ботки (в этой задаче он принимается
заданным) с указанными черновыми и
чистовыми базами, а также таблица
ограничений на последовательность и
одновременность выполнения ряда эле-
ментарных технологических операций,
построенная на основе анализа точ-
ностных требований к детали. Вся
перечисленная выше исходная инфор-
мация рассматривается как задан-
ная.
Первым этапом синтеза схем станков
в случае обработки сложных деталей
является формирование инструмен-
тальных блоков применительно к обра-
ботке поверхностей с каждой стороны
детали. На этом этапе особое внима-
ние обращается на характер и последо-
вательность выполнения тех элемен-
тарных операций, которые определяют
точность обработки. Здесь же выяв-
ляется возможность и целесообраз-
ность объединения элементарных опе-
раций вследствие применения комбини-
рованного инструмента.
На чертеже детали (рис. 10) сторон^!
ее обозначаются соответствующими
буквами (А, В, С, D и т. д.), на каж-
дой. стороне производится последова-
тельная нумерация обработанных по-
верхностей. В табл. 9 записываются
последовательно все операции, необ-
ходимые для обработки поверхностей,
расположенных с каждой стороны
детали.

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
193
Рис. 10. Корпус насоса
гидроусилителя рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130
Левая часть табл. 9 содержит задан-
ную исходную информацию о техно-
логическом маршруте обработки дета-
ли, а в табл. 10 указывается необхо-
димая последовательность или одно-
временность (параллельность) обра-
ботки тех или иных поверхностей.
Перечисленные ограничения требуют
одновременного сверления трех отвер-
стий | А 6а, 1а, 8а |, расстояние между
осями которых должно быть выдер-
жано в пределах max 0,05, одновре-
менного зенкерования поверхностей
| Л \а, В За | для обеспечения их
соосности, а также шлифования пло-
скости со стороны А после обработки
поверхностей 7 и 8 со стороны В
(см.-рис. 10), с базированием по цен-
тральному отверстию и торцу детали
для обеспечения неперпендикулярности
плоскости 1 со стороны А оси отвер-
Ответственным этапом синтеза схем
является формирование набора ин-
струментальных блоков (т. е. револь-
верных или многошпиндельных голо-
вок), осуществляющих последователь-
7 П/р Всшчневича
ное и параллельно-последовательное
выполнения элементарных операций
обработки поверхностей детали с рас-
сматриваемых сторон.
Так, например, со стороны А де-
тали (см. рис. 10) необходимо выпол-
нить фрезерование плоскости 1, свер-
ление отверстий 2—5, снятие фасок
и нарезание резьбы в них, зенкеро-
вание лунок 9, 10, сверление ^отвер-
стий 6, 7, 8, И, 12, развертывание
отверстий 7, 8, фрезерование окон И,
12, проточку канавок 13, 14.
Фрезерование поверхности 1 в за-
висимости от заданной программы вы-
пуска может выполняться либо на
агрегатно-фрезерном, либо на универ-
сально-фрезерном станке.
При последовательной работе ин-
струментальных блоков для обработки
указанных отверстий могут исполь-
зоваться как комбинированные инстру-
менты с последовательной работой
режущих элементов (например, свер-
ление отверстий 2—5 и снятие фасок
комбинированными сверлами), так и
револьверные головки, оснащенные
стандартным инструментом. Так как
применение комбинированных сверл
в данной группе инструментальных
блоков лишь сокращает одну пози-
цию револьверной головки, не исклю-
чая ее применения (необходимо наре-
зание резьбы), вариант использования

9. Формирование вариантов структур технологического процесса и схем станочных систем
Сторона детали	I Индекс 1 \операиаи\	Содержание элементарных операиий														Формирование инструментальных блоков, работающих,			
		№ обрабатываемой поверхности														последовательно	параллельно (одновременно')	параллельно- последовательно	
		1	2	3	б	5	6	7	8	9	10	11	12	13	74				
А	а	Фп	С	с	с	С	с	С	С	3	3	С	С	/7	/7		\А2аЗа9а5а11а12а\\А6а7ава 9а10а\\А13а19б\	\А2аЗаба11а12а5а\	
	б	Фо	Сф	Сф	Сф	Сф	-	Р3	Р3	-	-	ф	Ф	-	-			\ 26359556	\	
	в	Шп	Нр	Нр	Нр	Нр					-							\ 26389656	
	г	Шо							-									\ 6a7a8a9a10a	
В	а	Зп	Зп	Зп	Зп	п	п	П	/7	/7			-			И S та та |w|	|	11	|		
	5	Сф	Сф	Сф						-							I	|		\нвйЦр
	в	За	За	За						-							| |		
	г	Рп	Рп	Рп						-							I I		
	д	Ро	Ро	Ро						-							I |		
С	а	Ф	и	и						-						та та та]	\C2a3a\	таз# \	
	5	-	С	С						-						¥V\	|С263б\	\ 2635 \	
	в	-	Нр	Нр						-						мМ	\С2вЗв\	\ 2вЗв	
D	а	Фп	С	и	и					-						та та та та!	\В2аЗа9а\	\В2аЗаба\	
	5	Фо	Сф	С	с					-						та	\В2бЗб9б\	ХЗбЗбйбУ	
	в	-	-	Нр	Нр					-						ММ	| ВЗвбв]	\ ЗвАв	
Е	а	С							-							та			
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ

поиск СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
195
<D j. • -
sC<U
я ... Я
о Й сх
М [ч
I Я I
°
я
° °й
V а)
S о?
S Я л
я ° е
я схЗ
я а) Н
а)
О)
а
Я L
, Og3
I 00 д Л
е. <• 03 О)
2 я к
• ” 5 я а
со
SI ла
О)
СХ(Т) о) ...
я„я о
Я
И
и
у*
К
е
ед
О)
S
а
s
«=3
S
В
acu s
я
О Я
И я
Я Я
ч ’в4
<D S
S I
СХ Я
Я 2 I
к
а)
S
И
S
а
<и
и
°;
к
S
Я
я
и
t-> ед
о я
к
и
1)
3
к
S
и
S я
И Я
a rrt
и
Л
§
S
S
«
и
О)
S
о
к
3
S
I 1 а
1 с я
к
S
с Я Я И
Я Я О
<D К w
L-I Ьг4 . .
О)
и
го И U Л
57 н а н

196
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
10. Ограничения на последовательность
и одновременность выполнения
операций
Сто- рона детали	Одновремен- ная обработка поверхностей		Последо- вательная обработка поверх- ностей	
А	| Д 6а, 7а, За | А 7б, 8б | А 11а, 12а			
	| А 116, 126	•4:	| В 1в, Зв |	
				
	| В 1а, За		А 1в 1г	
В больи отмен раци£ гут р ные,	| В 1в, Зв | В 1г, 2г, Зг | В Id, 2д, Зд * В связи с тим допуском н енных технолог I указанные огр ассматриваться : но не обязатель	О' а 'ИЧ >ав ка] ны	гносительно выполнение веских опе- [ичения мо- ес желатель- :е.	
их на первом этапе синтеза схем не
рассматривается.
Помимо инструментов, объединен-
ных в револьверных головках, нуме-
руются инструменты, которые могут
осуществлять последовательную обра-
ботку поверхностей на отдельных стан-
ках.
Таким же образом сформированы
инструментальные блоки остальных
поверхностей, кроме поверхности В.
Здесь для обеспечения соосности вну-
тренних цилиндрических поверхностей
необходимо одновременное зенкеро-
вание черновое J В la, ~3а J, чистовое
{В Те, 2в, Зв { и одновременная рас-
точка [5 Тг, 2г, Зг |В TJ, 2d, 3d].
Параллельная обработка ряда по-
верхностей детали с каждой стороны
возможна вследствие применения как
комбинированного инструмента, так
и многошпиндельных коробок (на-
садок).
При такой группировке инструмен-
тов помимо требований к точности
взаимного расположения поверхностей
учитываются ограничения, зависящие
от конструкции детали. В данном при-
мере из-за малых межосевых расстоя-
ний у отверстий 9 и 10 и 12 обра-
ботка их выполняется инструментами
различных шпиндельных коробок.
Блоки с параллельно-последователь-
ной работой инструментов (см. табл. 9)
могут представлять собой сложный
комбинированный инструмент, либо
револьверные головки, на каждой гра-
ни которых расположен ряд шпинделей.
Так, при обработке детали со стороны А
может быть применена револьверная
четырехпозиционная головка для свер-
А 2а За	4а За На	12а
26	36 46 56	
	2в Зв 4в	5в
	За 1а	8а 9а 10а
ления отверстий 2—12, снятия фасок,
нарезания резьбы в отверстиях 2—5,
сверления отверстий 6—8 и зенко-
вания поверхностей 9, 10. Аналогич-
ные револьверные головки могут при-
меняться для обработки детали и
с других сторон. В этом случае при-
менение комбинированных сверл поз-
волит вместо четырехпозиционной ис-
пользовать трехпозиционную револь-
верную головку, что частично снизит
ее стоимость, но увеличит стоимость
инструментов.
Целесообразность такого решения
может быть оценена экономическим
расчетом. Экономия на стоимости ре-
вольверной головки, отнесенная к од-
ному году ее эксплуатации, должна
быть больше, чем разница в стоимости
годового комплекта комбинированных
и стандартных сверл.
На следующем этапе с учетом полу-
ченных инструментальных блоков осу-
ществляется генерирование структур-
но-компоновочных схем станков с раз-
личной концентрацией операций (см.
табл. 9).

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
197
Отбор вариантов осуществляется на
основе классификации структурных
схем (см. рис. 5) с учетом возможных
сочетаний движений инструментов и
обрабатываемых деталей (рис. 11).
Вначале рассмотрим схемы с р = 1
и q = 1; после их предварительной
оценки по длительности цикла обра-
ботки, цикловой производительности
и величине капитальных затрат можно
определить область рационального ис-
пользования вариантов. Для наибо-
лее перспективных вариантов могут
быть рассмотрены модификации схем
с р > 1 и q > 1.
Опыт, накапливаемый проектантом,
позволяет при заданном годовом вы-
пуске детали не анализировать все
варианты схем с р = 1 и q= 1.
Можно априори утверждать, напри-
мер , что для рассматриваемого приме-
ра при выпуске Nr = 250 000-4-350 000
шт/год в области рациональных ре-
шений не попадут станки классов
КШс, КППс и КШПрПс.
Таким образом на этапе формирова-
ния схемных решений учет данных
предыдущих решений для аналогич-
ных деталей и программ выпуска
позволяет существенно уменьшить чис-
ло вариантов, отбираемых для пред-
варительного анализа с целью поиска
оптимального. Поскольку данный при-
мер (см. рис. 10) имеет методическое
значение, рассмотрим все основные,
технически осуществимые варианты
схем с р = 1 и q — 1.
С учетом ограничений, обусловлен-
ных конструкцией детали, способом
ее базирования и крепления, техноло-
гическим маршрутом обработки, тре-
бованиями к точности обработки, про-
изведем формирование вариантов схем
применительно к каждому классу кон-
центрации операции. В классе схем
КШс (см. рис. 5) исключим из рас-
смотрения на рис. 11 все графы и
все строки, характеризующие дви-
жения инструментов и детали, которые
не могут быть использованы в нашем
случае. В связи с тем, что деталь не
имеет большого количества одинако-
вых поверхностей, расположенных
в один ряд, графы бив могут быть
исключены. Из-за отсутствия одина-
ковых поверхностей у детали, которые
располагались бы с разных сторон,
строки 6 и 7 также исключаются из
рассмотрения. Ограниченное, приме-
нение (только на расточных и фрезер-
ных операциях) найдут схемы строки 3,
где инструмент получает только вра-
щательное движение, а подача осуще-
ствляется за счет перемещения детали.
Для выполнения сверлильно-резь-
бонарезных операций могут быть ис-
пользованы схемы одноинструментных
станков \а, За, станков с револьвер-
ными головками 1г и поворотными
приспособлениями 5г, а также станков,
обрабатывающих центров с магази-
нами инструментов 2д—4д и столами,
обеспечивающими прямолинейные пе-
ремещения детали в горизонтальной
плоскости (крестовыми столами). В со-
ответствии с этим для полной обра-
ботки детали сформировано три ва-
рианта схем станков класса КШс,
которые отличаются только станками
сверлильно-резьбонарезной группы.
Вариант 1 (см. табл. 8) включает
обрабатывающий центр с магазином
на 50 (используется 48 гнезд) инстру-
ментов и стол, позволяющий переме-
щать деталь в двух взаимно перпен-
дикулярных направлениях (схемы
2д—4(9) по заданной программе. Де-
таль 4 раза устанавливается и пере:
закрепляется на этом столе за время
обработки.
Вариант 2 наряду с одноинстру-
ментными станками (схема \а, За)
включает станки с револьверными
головками и стационарными приспо-
соблениями (схема 1г).
Вариант 3 отличается от варианта 2
использованием станков с делитель-
ными приспособлениями (схема 5г),
позволяющими для обработки одина-
ковых поверхностей периодически по-
ворачивать деталь вокруг вертикаль-
ной оси и с помощью револьверной
головки производить сверление (или
зацентровку) отверстий, снятие фаски
(или сверление после зацентровки) и
нарезание резьбы.
Какие-либо другие варианты обра-
ботки детали, принципиально отличаю-
щиеся от рассмотренных, не могут
быть сформулированы с использова-
нием схем станков класса КШс.
В классе схем КШр варианты могут
отличаться только числом сторон Об'

198
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Движение инструмента
-исключаемые из рассмотренной схеме/
Рис. 11. Структурные схемы класса К1Пс, на основе которых могут формироваться ва-
рианты структурно-компоновочных схем станков для обработки корпуса насоса гидроуси-
лителя (р = 1; <7=1).
* Данные схемы не содержат концентрированных операций

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ	199
работки детали. При установке дета-
лей по черновым базам возможна как
односторонняя, так и двусторонняя
ее обработка (стороны А и D). При
установке на чистовые базы также
возможна обработка с одной либо
с двух сторон (В и С). Отверстие \а
со стороны Е может быть просверлено
как при черновом, так и при чистовом
базировании детали, так как точность
его расположения не оговаривается
допуском.
Таким образом, на основе ранее
сформированных инструментальных
блоков с параллельной работой инстру-
ментов имеется возможность получе-
ния двух вариантов схем станков
в классе К1Пр (см. табл. 8). Это одно-
сторонние (вариант 4) и двусторонние
агрегатные станки (вариант 5). В ва-
рианте 5 наряду с двусторонними
применяются станки для односторон-
ней обработки детали. Фрезерные,
расточные и шлифовальные операции
в этих вариантах могут выполняться
на одних и тех же станках.
Класс схем КШрПс также пред-
ставлен двумя вариантами. Вариант 6
характерен применением односторон-
них станков с многошпиндельными
револьверными головками. Вариант 7
включает двусторонние станки.
При формировании вариантов схем
станков для полной обработки детали
возможно использование отдельных
станков из других классов. Так,
в варианте 7 черновое и чистовое раста-
чивание отверстий В 1, 2, 3 возможно
на одном станке с использованием
параллельно-последовательной схемы
вследствие применения двухпозицион-
ного стола с возвратно-поступательным
перемещением, но может выполняться
и раздельно на двух станках.
В табл. 8 дан перечень станочных
систем класса KI по рассмотренным
семи вариантам, приведены значе-
ния длительности цикла и станкоем-
кости обработки деталей по лими-
тирующей операции, годовая произ-
водительность комплекта оборудова-
ния.
Аналогичный подход использован
и при формировании схем станков
класса КП. В связи с тем, что этот
класс представлен многопозиционными
станками или участками АЛ, т. е.
более дорогим видом оборудования,
чем класс KI, целесообразно рассма-
тривать лишь те варианты схем, кото-
рые позволяют обрабатывать деталь
на минимальном количестве позиций.
Это прежде всего многосторонние стан-
ки с многошпиндельными, в том числе
и револьверными головками. Рассмо-
трение в первую очередь схем станков
с наиболее высокой концентрацией
операций позволит вести обработку
детали с наименьшими капиталовло-
жениями. Схемы станков класса КП
с более низким уровнем концентрации
операций могут быть получены как
варианты рассматриваемых схем при
односторонней обработке деталей
в каждой позиции, а также при исполь-
зовании одношпиндельных силовых го-
ловок.
Класс схем КППс представлен тремя
вариантами линий (варианты 8, 9, 10)
для последовательной обработки детали
в каждой позиции с двух сторон
(см. табл. 8). Отличаются АЛ лишь
типами применяемых инструменталь-
ных блоков. На линиях по варианту 8
используются многошпиндельные на-
садки, по варианту 9 — револьверные
головки, по варианту 10 — много-
шпиндельные револьверные головки.
Последний вариант обеспечивает об-
работку детали на минимальном числе
позиций, однако требует больших за-
трат времени, чем вариант 8. Оче-
видно, что линии такого типа вслед-
ствие длительного цикла обработки
могут быть эффективными только в мел-
косерийном производстве при условии
их переналадки на группу деталей.
Наиболее простыми в переналадке
являются линии по варианту 9, так
как в их револьверных головках могут
быть закреплены инструменты для
последовательной обработки несколь-
ких различных деталей.
Многопозиционные двусторонние
станки класса КППр вследствие вы-
сокой производительности могут ока-
заться эффективными только при очень
больших программах выпуска. Парал-
лельная (одновременная) обработка де-
талей на станке предопределяет необ-
ходимость в значительном количестве
станков для выполнения всех элемен-
тарных операций, причем применение
многопозиционных револьверных го-

200
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 12. Граф-дерево возможных вариантов схем станков для обработки корпуса насоса:
G — подмножества схем в соответствии с классификацией (см. рис. 5)
ловок позволяет сократить общее число
станков с 15 (вариант 11) до 9 (ва-
риант 12).
Схемы оборудования класса КППрПс
представлены в двух модификациях:
рассмотрена возможность обработки
на многопозиционных станках (ва-
рианты 13, 15) и на автоматических
линиях с применением приспособле-
ний-спутников (варианты 14, 16). Ва-
рианты 13а, 15а иллюстрируют воз-
можность обработки детали в две уста-
новки (р> 1; q2> 1) на станках с цен-
тральной колонной,а варианты 14а и
16а — в две установки на АЛ.
В классе оборудования КШ сфор-
мированы варианты станочных систем
с гибкими связями, которые состоят
либо из многопозиционных станков,
либо из отдельных участков автома-
тических линий с промежуточными
накопителями деталей (см. табл. 8).
Применительно к вариантам 18, 20
и 22 могут быть рассмотрены схемы
с параллельной обработкой нескольких
одинаковых деталей в каждой пози-
ции (р > 1, q = 1) вследствие исполь-
зования многоместных приспособле-
ний-спутников.
На рис. 12 представлено граф-дерево
возможных вариантов схем АС и АЛ
для обработки детали с различной кон-
центрацией операций. Как видно, поль-
зуясь предложенным методом, можно
для рассматриваемой детали генери-
ровать 22 основных варианта схем
(для р = 1; 7=1). Кроме того, ряд
вариантов имеет модификации, свя-
занные с возможностью обработки
детали в две установки на станках или
линиях с той же структурной схемой,
что и в основном варианте, а также
с возможностью обработки нескольких
деталей от одних и тех же баз в при-
способлении-спутнике АЛ.
Такие же модификации вариантов
могут быть рассмотрены и при исполь-
зовании схем классов KI, однако па-
раллельная обработка нескольких де-
талей в каждой позиции необходима,
как правило, при крупносерийном
или массовом выпуске, для которых
более характерно применение много-
позиционного оборудования, т. е. схем
классов КП и Kill.
Следует еще раз отметить, что при
заданном годовом выпуске нет необ-
ходимости в формировании и оценке
всех рассматриваемых вариантов, так
как величина выпуска существенно
сужает область поиска оптимальных
решений.
Рассматриваемый ниже метод опти-
мизации позволяет ограничиться
пятью—семью вариантами вне зави-
симости от сложности детали и воз-
можного числа вариантов схем.
Результаты использования рассмот-
ренной методики применительно к фор-
мированию вариантов процесса обра-
ботки картера руля показаны на рис. 13
и в табл. 11.
Генерирование вариантов структур
процесса сборки изделия показано на
примере топливного насоса. На рис. 14
даны разрезы корпуса насоса с обо-
значением сторон базовой детали —
корпуса (А, By Су Dy Е, F), номера
(/—12) и содержание каждой элемен-
тарной сборочной операции, выпол-
няемой с разных сторон. Приведены
ограничения на последовательность и

поиск СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИИ
201
Рис. 13. Генерирование вариантов структур процесса обработки картера рулевого управ-
ления автомобиля «Москвич»:
а — эскизы детали с обозначением обрабатываемых поверхностей; б —- варианты; 1 —
агрегатный 4-позиционный станок, два агрегатных 6-позиционных станка, пресс, протяж-
ной станок, расточный станок; 2 — два агрегатных 4-позиционных станка, два агре-
гатных 6-позиционных станка; 3 — два агрегатных 4-позиционных станка, АЛ; 4 — агре-
гатный 4-позиционный станок, АЛ

202
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
11. Формирование вариантов структуры процесса
Сторона детали	Индекс операции	Содержание элементарных операций							
		№ обрабатываемой поверхности							
		1	2	3 1	4	5	6 1	7	
А	а	Ф	С	с | с		С	ф 1	Ф	
	б	—	3	3	3	3	—	—	
	в	—	—	Рз	—	Рз	—	—	
В	а	Пт	р	Р	—	-1	—	—	
	б	—	Сф	Сф	-1	— 1		—	
	в	—	р	Р	—	—	—	—	
	г	—	—	Зпр	—	—	—	—	
	д	—	—	Рс	—	—	—	—	
	е	—	—	Р	—	—	—	—	
С	а	Ф	р	Р	с	с	с	—	
	б	—	Сф	Сф	Сф	Сф	Сф	—	
	в	—	р	Р	Ир	Ир	Ир	—	
	г	—	—	Зпр	__	—	—	—	
	д	—	—	Рс		—	—	—	
	е	—	—	Рс	—	—	—	—	
D	а	Пт	Рп	—	—	—	—	—	
	б	—	Сф	—	—	. —	—	—	
Е	а	Пт	Р	р	р	р	р	Р	
	б	—	Сф	р	р	р	Сф	Сф	
	в	—	Р	—	—	—	р	р	
	г	—	Ир	—	—	—	—	—	
F	а	Цк	Цк	Цк	—	—	—	—	
	б	Сф	Сф	Сф	—	—	—	—	
Вариант 1
Л2яЗа4а5я 2бЗб4б5б
П1а2я 2бЕ7б
А1а6а7а
ЛЗВ5В
i	I	_	1	I I
1	В2а2бЗаЗб	|	] В1 a I	JCla	[ B2e3d
I_____________1	____}	!___I	[_!
I	С2а2бЗаЗб	|	{	С2вЗв{
I
1	I	1
।	С^аЗаба	|	j	С4б5б6б	|
!	।	।	i
I
I С4в5в6в
I Е\а | I Е\а\б2а2бЗаЗб I
"j “	i
I Е2яЗа4я5я6я7я {
i Е263636 j | Е2в4б5б6в7в >
I Е2г |
Обозначения: Рс — раскатка, Цк — цекование; Зпр — запрессовка; Пт —

ПОЙСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
20$
обработки картера рулевого управления
Вариант 2	Вариант 3		Вариант 4	
				
i	j | Л2яЗя4я5я2бЗб4б5б I 1	! 1	! | D\а2а2б Е7б | 1	1 i	1 1 А1ава7а j 1 ДЗвйв j		}	1 1 A \ aQa ' ,				 |'} । 1 А2аЗа4аЗа 1 		* 2бЗб4б5б | 1 A3e5e 1 !				 1	J	[Alaeala1! 		f | A2a3a4a5ai 		 i 2бЗб4б5б | 1	1	1	1 1 АЗвЗв | •'			
			।	I | Dla2a26 Е7б |	
				
		1	] Е1а2аЗа1б2бЗб I Ola 1 1	' 1	1 i	J	i	i j D2a26 * I Е7б I Ala 1 !	il!1	1		
				
\В2а2бЗаЗбВ la] ]Cla'i |B2e3e| 	,	*!	_[1	1 | С2а2бЗаЗб J J С2вЗв | J_	! 1			! Г	’	'	J !	С4аЗа&а |	।	С465666 I 1	1	1_	__J 1	। } С4в5в6в 1			Е\а\б2а2бЗаЗб 1 В\а2а 1 С\а2а2бЗа I	1 i	1 1 Е1п2я2бЗа4я5пба6б7а ’ j	_ 1 В2бЗя I > С4а5п6п • |	1 1 Е2в4бЗбЗв7в | 	J С4б4в5б5в6ббв | Е2г [ 1	। 1 взбзв |	1 СЗбЗв 1 1	I	1	I ВЗгЗд СЗгЗд ВЗг С3е2в В2в	
				
		I Bla2a । С\а2а2бЗа I			i 1	i I E]а2а2бЗа4аЗа6аЗб7а | I	1		
		i	1	i	! I	В3п2б	I	1 C4a$a6a i 1	J	L	1 | £6e56462e7e । С1б5б6б4в5в6в ' E2e । l_	I ।	1	i	। !	взбзв J	i сзбзв j __		।	i			j ВЗгЗб СЗгЗд ВЗе С3е2в В2в		
1 ВЗг j iC3e| j ВЗд! |C3dl 1_	j J	1 1	1 2	[ [	j j	| 1 ВЗе f । СЗе |				
				
1	i	i	1 । Ela]	l	Е1а\б2а2бЗаЗб	[ ।	!	!	] |	£2аЗа4а5а6я7а	1 [ Е2бЪбЗб\ |Е2в4б5б6в7в1 i	i i_	} i	i 1 Е2г i l				
				
				
				
подрезка торца. Остальные обозначения см. в примечании к табл. 9.				

204
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
одновременность выполняемых опера-
ций.
На основе этой исходной информа-
ции можно генерировать варианты
процесса и схем сборочных машин
с различной концентрацией операций
(табл. 12).
В табл. 12 дан перечень элементар-
ных операций, необходимых для сборки
топливного насоса автомобиля КамАЗ.
Построена таблица, так же как и
табл. 9 вариантов техпроцесса обра-
ботки корпусной детали. В ней пред-
ставлены следующие варианты струк-
туры.
1.	Сборка насоса на отдельных
полуавтоматах.
2.	Сборка на сблокированной полу-
автоматической синхронной линии.
3.	Сборка на синхронной линии, раз-
деленной на два участка.
4.	Сборка на несинхронной линии.
Рассматривая различные уровни ав-
томатизации элементарных сборочных
операций, можно для данного изделия
разработать более двадцати вариантов
процесса сборки.
Оптимизация структуры процесса и
компоновочных схем. В общем случае
задача выбора оптимального по кон-
центрации операций варианта схемы
построения станочной системы для
обработки конкретной детали при за-
данной программе ее выпуска может
рассматриваться как дискретная задача
математического программирования,
в которой на ряд переменных наложено
дополнительное требование целочис-
ленности. Так как областью допусти-
мого изменения переменных в рас-
сматриваемой задаче является не мно-
жество целых неотрицательных чисел,
а некоторое заданное конечное мно-
жество, рассматриваемую задачу це-
лесообразно отнести к классу комбини-
рованных задач дискретного програм-
мирования.
Одним из эффективных методов ре-
шения таких задач является метод
направленного перебора и оценки ва-
риантов, получивший название метода
ветвей и границ, который позволяет,
определяя направление поиска опти-
мального варианта, осуществлять фор-

72. Генерирование, вариантов процесса сборки топливного. насоса
Сторона детали	Содержание элементарных операций												Допустимые варианты объединения сборочных механизмов в параллельно работающие блоки	Ограничения на последо- вательность сборки	Варианте				
	№ детали, поступающей на сборку																		
	7	2	3	ч-	5	6	7	8	9	10	11	72							
А	3	3	Зпр	к					—				А1А2 АЗАН	—		lZ7£j Е77' \Ебб		В1 BZ ВЗ ВЧ АЗ F1	
В	Зпр	Зпр	Зпр	Зпр	Зпр				—				В1В2 ВЗВЧ-Вб	—					
С	3	3						—					С1С2	—					
В	3	3	3	3	3	3	3	3	—	—	—	—	В1ВЗВ5В7 BZBFBBB8	—		В1ВЗВ5 В7 Е1 ЕЗ Е5 Е7 Al А2		BZ ВЧ ВО 3)8 EZ ЕЧ Е6 Е8 01 02	
Е	3	3	3	3	3	3	3	3	9	Зпр	Зпр	К	Е1ЕЗЕ5Е7 Е2ЕЧЕ6Е8 Е9 ЕЮЕ11 E1Z	Е9 ЕЮ Е71Е12					
F	Зпр						—						F1	—					
Вариант 3
Вариант Ч-
Вариант Z
		E1Z АЧ		В1 В2 ВЗ BO- В5 АЗ		А1 AZ 01 CZ
JJ1 ВЗ В б		BZBOBB
В7 Е1 ЕЗ	l£7j	В8 Е2 ЕВ
Е5 Е7		Е6 Е 8
l2£j l?££77j			EZ АЧ-			В1 ВЗ В5 В7 Е1 ЕЗ ЕВ Е1
	В1 BZ ВЗ ВЗ В5 АЗ				К д.	
	А1 AZ 01 CZ					в г вч во В8 EZ ЕЧ Е6 Е8
ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
Обозначения- 3-завинчивание, Зпр- запрессовка, К- клеймение; У - установка,


206
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИЙ
мирование и оценку только тех схем-
ных решений, которые необходимы
для поиска оптимального, а не пере-
бирать и точно оценивать все целе-
сообразные варианты обработки рас-
сматриваемой детали. Особенности ме-
тода следующие: на каждом после-
дующем шаге область поиска сужается
вследствие отсечения большого числа
бесперспективных - вариантов, остав-
шиеся варианты прорабатываются все
более подробно, оценка вариантов
выполняется по более точным форму-
лам, учитывающим все большее число
параметров.
Необходимым условием использо-
вания метода ветвей и границ является
возможность определения на каждом
этапе нижней оценки критерия опти-
мальности. С этой целью формула (13)
для определения минимума приведен-
ных затрат 3min на I и II уровнях
получения оценок преобразована та-
ким образом, чтобы можно было обес-
печить действительно минимальные
значения критерия (табл. 13). При
выборе направления поиска оптималь-
ного решения на I уровне варианты
подмножеств оцениваются по цикловой
производительности (выбор числа стан-
ков at на каждой f-й операции), а зар-
плата станочника на каждую деталь
определяется по минимальному значе-
нию ее трудоемкости (Тф = Тц/f) при
условии обслуживания каждым рабо-
чим как минимум двух агрегатных
станков (f 2).
На уровне II трудоемкость Тф рас-
считывается с учетом собственных про-
стоев станков £В° и уточняется в сто-
рону увеличения (за счет надежности)
число единиц оборудования at на
каждой операции. Потери времени,
связанные с ожиданием наладчиков,
наложенные простои, затраты на при-
обретение и эксплуатацию инстру-
ментов, а также расходы по заработной
плате наладчиков на данном этапе
не учитываются.
На последнем, III уровне определе-
ния оценок, когда отобрано для рас-
смотрения несколько конкурирующих
вариантов, расчет значения 3 выпол-
няется с учетом всех основных факто-
ров, определяющих степень концен-
трации операций данного варианта
техпроцесса.
На I уровне оценок выбор вариан-
тов в каждом классе схем осуще-
ствляется таким образом, чтобы можно
было обеспечить обработку детали
с максимальной концентрацией эле-
ментарных операций, т. е. на мини-
мальном количестве станков данного
класса. Это обеспечивает минимум
капитальных затрат и минимум тру-
доемкости обработки деталей в рас-
сматриваемых условиях.
Учет надежности оборудования и
инструментов на II и III уровнях
оценок приводит к тому, что наиболее
эффективными могут оказаться схемы
не с максимальной для данного класса
станков концентрацией операций,
а с несколько меньшей. Поэтому
необходимо оценивать все сформиро-
ванные варианты данного подкласса.
Рассмотрим более подробно метод
оптимизации. Для любой заданной
детали множество вариантов схем стан-
ков можно разделить (см. рис. 12)
на несколько подмножеств—классов:
однопозиционные G1 станки, многопо-
зиционные G2 станки (линии), систе-
мы G3 из многопозиционных станков
(линий). На 1-м шаге выбирают класс
схем с минимальным значением кри-
терия 3, где будет продолжаться
поиск. Для этого в каждом классе
разрабатывают вариант с максималь-
ной (обычно параллельно-последова-
тельной) концентрацией операций, в ко-
тором деталь обрабатывают на мини-
мальном количестве станков, прини-
мается коэффициент технического ис-
пользования системы &ТоИ = 1. За-
траты на заработную плату рабочих
подсчитывают по минимальному зна-
чению трудоемкости детали (принимая'
max). Применительно к таким
идеализированным условиям обработки
определяется минимально возможное
в каждом классе значение З1 (расчет
ведем по формуле уровня I оценок
(см. табл. 13). По нижней оценке од-
ного представителя класса сразу отсе-
кается ряд классов; остается для даль-
нейшего анализа только один класс,
т. е. резко сужается область поиска.
На 2-м шаге, в классе, у которого
значение З1 казалось наименьшим,
выбираем перспективный подкласс
схем, характеризующийся параллель-

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
207
13. Формулы для определения приведенных затрат
на различных уровнях оценок
Уровень оценок	Расчетные формулы
I (£)	=	аг>Л’г/0цг; £ В? = 0; И = 0 м	м [<6 + ₽)зст7-фг + (аЛг/^)й;]+£н2 aiAi z=l	г=1
II (s)	Тфг = ^i 0 + 2	f > 2; «г >	(1 + 2 2	— воб i + Вин г; вож. н = 0: V = 1 i ^ = 0 м	м •зп = "г 2 [<б + ₽>	+ £н 2 aiAi Z=1	i = \
Ш (%)	ТФ1 = Ь/ 0+2В*)= ai > 0 + SBi)/<w 2Bi (So6 i + Вин i +	Hi) M 3111 = Nr 2 {<6 + P) ЫТФ1 + B«H 1TvAsh) + i—1 M + l“^i + Vr] ai} + £H 2 ai(Ai + «Hi) i=A
Обозначения: Тф — трудоемкость обработки детали; f — коэффи- циент многостаночного обслуживания; М — общее число концентрированных операций обработки детали; а — число одинаковых станков на каждой операции; 7ц — время цикла станка; 7Vr — заданная годовая программа выпуска; sCT, sH — минутная заработная плата станочника, наладчика; /3 — время, расходуемое станочником на непосредственное обслуживание станка (включающее активное наблюдение за его работой); 2 В0 — сумма удельных потерь времени из-за отказов механизмов (Bog), замены и регулировки инструментов (Вин), ожидания наладчика (Вож.н)’ занятого на других станках; у — коэффициент, учитывающий наложен- ные простои; А — коэффициент занятости наладчика предварительной настройкой инструментов на размер;	—- цикловая производительность станка; Ен — нор- мативный коэффициент экономической эффективности; аА, И — годовые затраты на оборудование и инструмент; Ци — цена комплекта режущего инструмента.	
ной, последовательной или параллель-
но-последовательной обработкой.
С этой целью дополнительно к рас-
смотренному на 1-м шаге варианту
обработки детали генерируем новый
вариант построения системы из со-
седнего подкласса (рис. 15). Для
выбора «перспективного» подкласса
схем оценка вариантов на 2-м шаге
(по Зп) осуществляется с учетом на-
дежности оборудования и инструмен-
тов, т. е. с большим приближением
к реальным условиям (формула уров-
ня II оценок, см. табл. 13).
На 3-м шаге в выбранном подклассе
схем анализируют варианты, отли-
чающиеся числом сторон обработки
детали ц каждой позиции, а также чис-
ло позиций станочных систем, при этом
расчет критерия 31П (см. табл. 13)
выполняется с учетом собственных и
наложенных простоев оборудования,

208
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 15. Последовательность выбора оп-
тимальных схем по методу «ветвей и гра-
ниц»
Рис. 16. Пример выбора оптимальных схем
станков для обработки корпуса насоса
гидроусилителя

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
209
фактической трудоемкости обработки
детали (по числу занятых на линии
операторов и наладчиков). Учет всех
основных факторов приводит к тому,
что оптимальным не всегда оказывается
вариант с максимальной в данном под-
классе концентрацией операций. Раз-
ница между максимальной и опти-
мальной концентрацией тем больше,
чем сложнее рассматриваемое обору-
дование и чем меньше программа вы-
пуска деталей.
Важной особенностью метода, га-
рантирующей оптимальное решение,
является то, что необходим возврат
к результатам предыдущих расчетов,
т. е. необходимо сравнение получен-
ного на 3-м шаге значения З111 с оцен-
ками 3i для рассмотренных вариан-
тов на двух предыдущих шагах. Если
3ш<3ь то выбранный вариант опти-
мален. Если 3ni>3i, то необходимо
развивать вариант г, на каждом по-
следующем шаге сравнивая его оценку
с 31П. Эта процедура выделена штри-
ховыми линиями на рис. 15.
На рис. 16 показан пример решения
рассмотренным выше методом конкрет-
ной задачи выбора оптимального ва-
рианта схем агрегатного оборудова-
ния для обработки корпуса насоса
(см. рис. 10), 22 возможных варианта
для которого были приведены выше.
Оценка вариантов с наибольшей
концентрацией операций для подмно-
жеств G1, G2, G3 показала, что под-
множество G2 на I уровне оценок %
оказалось наиболее перспективным
(см. рис. 16). Рассматривая варианты
Gf, G| и G§ на уровне оценок s, устано-
вим область дальнейшего решения —
подмножество схем Gj, которое со-
стоит из вариантов 13, 14, 15, 16.
Получив точную оценку х для указан-
ных вариантов, определим, что х13,
равная 51 280 р., является минималь-
ной оценкой для всех вариантов дан-
ного класса.
На рис. 17 показана последователь-
ность синтеза вариантов схем на каж-
дом из трех шагов оптимизации. Как
видно, на каждом последующем шаге
представление о варианте, оставшемся
для дальнейшей проработки, уточ-
няется, а его оценка растет в сторону
увеличения,
Поскольку принципиально возможно
для обработки рассматриваемой де-
тали применение схем многопозици-
онных станков этого же класса
КППрПс, но с q > 1, т. е. возможна
обработка детали на одном станке
в две установки, была проведена оценка
варианта 13а (х1за == 44 800 р., см.
рис. 16). Усовершенствование вари-
анта 13 позволяет снизить приведен-
ные затраты на 6480 р., однако окон-
чательное решение о целесообразности
проектирования центроколонного
станка по варианту 13а можно при-
нять лишь после конструктивной про-
работки его компоновки, определения
габаритных размеров, массы, удобства
обслуживания и замены инструментов.
Возвращаясь к варианту 13, сле-
дует отметить, что подтверждение его
оптимальности может быть получено
лишь после развития и оценки конку-
рирующего подмножества G3, так как
%1з > G3. Оценка вариантов схем стан-
ков для класса КП1Пс (подмножество
G^) позволила установить (см. рис. 17),
что для %17 в варианте 17 справедливо
неравенство х17 > х13; следовательно,
вариант 13 действительно обеспечивает
минимум приведенных затрат 3mjn-
Процедура поиска оптимального ва-
рианта хорошо программируется на
ЭВМ. Составленная программа позво-
ляет либо полностью автоматизировать
поиск (рис. 18), либо вести его в ре-
жиме диалога «Проектант — ЭВМ».
В последнем случае резко сокращается
время на подготовку исходных дан-
ных, а также число рассматриваемых
вариантов (например, на рис. 16 ва-
рианты 15 и 16 можно не рассматри-
вать, так как, начиная с варианта 14,
оценки резко возрастают).
Таким образом, пошаговый метод
оптимизации требует разработки ми-
нимально необходимого числа вариан-
тов структуры процесса и схем ста-
ночных систем (обычно пять-шесть
вариантов), подробной разработки и
точной оценки двух-трех вариантов
только на 3-м шаге решения задачи,
т. е. дает возможность проектанту
с наименьшей трудоемкостью на са-
мой ранней стадии проектирования
выбрать наилучшее решение. Исполь-
зование разработанного метода спо-

210
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 17. Последовательность синтеза вариантов

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ
211
собствует быстрому накоплению и
обобщению опыта предыдущих реше-
ний, что в дальнейшем сокращает
область поиска (в ряде случаев он
может быть сведен к поиску детали-
прототипа с соответствующей програм-
мой выпуска), способствует быстрому
росту квалификации проектанта.
Выбор оптимальных схем с учетом
вариантности методов обработки. Ос-
новой для формирования вариантов
маршрутов обработки деталей служат
классификатор методов обработки де-
талей и таблицы, характеризующие
качественные параметры того или иного
метода обработки. В качестве примера
на рис. 19 показана схема, иллюстри-
рующая вариантность обработки от-
верстия и плоскости.
Рассмотрим последовательность вы-
бора оптимального варианта техноло-
гического процесса с учетом вариант-
ности маршрутов обработки отдель-
ных поверхностей корпуса насоса ги-
дроруля (см. рис. 10). В этой детали
наибольший интерес представляют три

212
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 19. Структурные схемы обработки:
А — отверстий; Б — плоскостей
поверхности: две цилиндрические по-
верхности вращения, предназначенные
для установки подшипников диаметра-
ми 52+q’qiq и 22+q’qмм с параметром
шероховатости Ца = 2,5 мкм, и пло-
ская поверхность прилегания статора
с Ца = 0,63 мкм. Выбор этих поверх-
ностей объясняется тем, что к ним
предъявляются высокие требования по
точности обработки и шероховатости
поверхности, и, следовательно, об-
рабатываются они в несколько пере-
ходов, т. е. в данном случае вариант-
ность маршрутов обработки их до-
статочно велика.
Критерием оценки оптимальности
вариантов, как и ранее, служит ве-
личина приведенных затрат, рассчи-
тываемая на каждом шаге по формулам
табл. 13.
Использование схем обработки (см.
рис. 19) типовых поверхностей де-
талей позволяет формировать варианты
маршрутов их обработки. На основе
таких схем выбирают методы обра-
ботки, их последовательность и число
переходов для конкретных поверх-
ностей. Так, для отверстий под под-
шипники корпуса насоса можно со-
ставить шесть вариантов маршрута.

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕН И
213
Однако среди этих вариантов некото-
рые не оказывают существенного влия-
ния на критерий 3. Основным пара-
метром, влияющим на критерий 3,
являются капитальные затраты, за-
висящие в данном примере от типа
применяемой силовой головки. В част-
ности, отличие зенкерования от рас-
тачивания определится разницей между
стоимостями силовой головки и рас-
точной бабки на силовом столе.
Синтез структурно-компоновочных
вариантов на основе классификации
схем оборудования состоит из четырех
шагов. В связи с этим на 1-м шаге
оптимизации нужно рассматривать
только те варианты маршрутов, кото-
рые включают методы, существенно
влияющие на стоимость оборудования.
Для выбранных поверхностей ограни-
чимся рассмотрением двух маршрутов
и тремя сочетаниями этих маршрутов,
характеризующими вариантность об-
работки детали в целом (рис. 19 и
20).
В отличие от метода, который был
описан выше, на 1-м шаге рассмотрим
последовательно каждый вариант
маршрута, характеризуемый своим на-
бором методов обработки поверхно-
стей, реализованный на станках, по-
строенных по схемам всех трех клас-
сов (KI, КП, КШ). Вариант с мини-
мальным значением критерия 3 будет
характеризовать наилучший для 1-го
шага маршрут обработки и класс
схем, где должен быть продолжен
поиск. После этого задача оптимиза-
ции сводится к задаче, рассмотренной
выше.
Согласно граф-дереву поиска (см.
рис. 20) на 1-м шаге фигурируют три

214
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИЙ
подмножества вариантов схем станков
для каждого из вариантов маршрута
обработки: Gj — подмножество, вклю-
чающее варианты, реализующие пер-
вую степень концентрации операций
(однопозиционные станки), G}1 — под-
множество многопозиционных станков
или автоматических однопоточных ли-
ний (вторая степень концентрации опе-
раций), GJ11 — подмножество много-
поточных многоучастковых станочных
систем (третья степень концентрации
операций).
Следует отметить, что критерий оп-
тимизации для каждого из шагов
отличается числом рассматриваемых
параметров (рис. 21). Действительно,,
на 1-м шаге оценок варианты рассма-
триваются в общем виде, оценка их
ведется по четырем параметрам. На
2-м шаге число рассматриваемых па-
раметров увеличивается до шести, а
на 3-м — до восьми. В соответствии
с этим различаются и значения оце-
нок на каждом последующем шаге,
т. е. значение 3 возрастает (для ва-
рианта 2 маршрута с 42 700 до
51 280 р.). Для иллюстрации 1-го
шага поиска оптимального варианта
на рис. 21 представлены три варианта
маршрута, находящиеся в множестве
G11 (многопозиционные агрегатные
станки с поворотным столом). На от-
дельные станки вынесены такие опе-
рации, как протягивание, шлифова-
ние и растачивание.
2-й шаг поиска оптимального ва-
рианта заключается в определении
подкласса G1, G2, G3, т. е. подкласса
последовательной, параллельной или
параллельно-последовательной обра-
ботки. При этом учитываются простои,
вызванные заменой инструментов и
ремонтом оборудования. На 2-м шаге
минимальное значение критерия 3
принадлежит варианту, находящемуся
в подклассе G% — подклассе парал-
лельно-последовательной обработки,—
это два многопозицио'нных агрегатных
станка с поворотными столами и пло-
скошлифовальный станок (см. рис. 20
и 21). Для сравнения рассмотрен
вариант 2, реализованный на станках
последовательной обработки G|, ха-
рактерной особенностью которых яв-
ляется наличие револьверных головок.
3-й шаг — синтез схем станков, от-
носящихся к одному подклассу, в дан-
ном случае к подклассу параллельно-
последовательной обработки. Эти ва-
рианты учитывают различные кон-
струкции станков, отличающиеся, на-
пример, числом сторон обработки де-
тали в каждой позиции, и оцениваются
с учетом всех параметров, входящих
в формулу, определяющую значение 3.
Варианты 1 и 2 (см. рис. 17 и 21)
представлены многопозиционными аг-
регатными станками и двухучастковой
АЛ, осуществляющей тот же техноло-
гический процесс.
Расчет на 3-м шаге значения кри-
терия 3 для вариантов маршрутов
обработки дал следующие результаты:
вариант 2 — 51 280 р., вариант 1 —
113 460 р. Оценка варианта 3 (см.
рис. 21), рассчитываемая на 1-м шаге
(Зг = 46 300 р.), меньше оценки ва-
рианта 2 на 3-м шаге. И хотя уже от-
мечалось, что значение критерия 3
возрастает с каждым шагом из-за
включения большего числа параметров
в расчетную формулу, однако следует
проанализировать возможность нахо-
ждения оптимума в подмножестве,
к которому относится вариант 3 марш-
рута обработки.
Для того чтобы убедиться в опти-
мальности применения многопозици-
онных агрегатных станков, реализу-
ющих вариант 2 маршрута обработки,
необходимо разработать три варианта
схем со второй степенью концентра-
ции операции в подклассе парал-
лельно-последовательной обработки
(4-й шаг). Величина 3 оценивается
с учетом всех факторов, влияющих
на ее значение. Расчет показывает,
что конкурирующие варианты в этом
случае дают значения критерия 3
выше как для варианта 1, так и для
варианта 3 маршрутов обработки: ва-
риант 1 — 58 700 р., вариант 3 —
54 600 р. Таким образом, оптимальный
вариант маршрута обработки и схем
станков выбирают за четыре шага с по-
следовательным исключением неопти-
мальных областей поиска.
Преимущества пошагового решения
заключаются в том, что оптимум опре-
деляется за минимальное число шагов
(всего четыре) при рассмотрении ми-

ПОИСК СТРУКТУРНО-КОМПОНОВОЧНЫХ РЕШЕНИИ
215
f-й. шаг	2-й. шаг
Рис. 21 .f Последовательность выбора оптимальных методов обработки и структуры тех-
процесса

216
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
нимально возможного числа вариан-
тов. Выбор метода обработки, струк-
туры процесса и компоновки станков
осуществляется взаимосвязанно, т. е.
на основе комплексного подхода.
При использовании ЭВМ существен-
но ускоряется процесс разработки за-
дания на проектирование, повышается
точность расчетов. Это позволяет авто-
матизировать один из ответственных
этапов проектирования. В ряде слу-
чаев для окончательного подтвержде-
ния эффективности принятых решений
целесообразно вероятностное модели-
рование работы линий и оценки точ-
ностных показателей процесса на
ЭВМ.
РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО
ЧИСЛА НАЛАДЧИКОВ
ПОТОЧНЫХ И АВТОМАТИЧЕСКИХ
линий со сложной
СТРУКТУРОЙ
На стадии технического проекта
вопрос повышения эффективности обо-
рудования связан с выбором опти-
мального числа наладчиков для об-
служивания станков и участков ли-
ний. Чем больше число станков, об-
служиваемых одним наладчиком, тем
меньше фонд заработной платы, рас-
ходуемой на наладчиков. Однако при
этом снижается производительность
оборудования, так как появляются
дополнительные простои его из-за ожи-
дания наладчика, а наладчик в про-
цессе работы оказывается перегру-
жен. Если за каждым станком (уча-
стком) закрепить по одному налад-
чику, простои из-за ожидания налад-
чика будут отсутствовать, но расходы
на заработную плату окажутся ве-
лики, а загрузка наладчиков низкой.
Задача выбора числа наладчиков
для обслуживания производственного
участка всегда имеет оптимальное ре-
шение, критерием которого могут быть
производительность оборудования или
минимальные затраты на его эксплуа-
тацию при заданной программе вы-
пуска.
Приближенно число наладчиков мо-
жет быть рассчитано на основе^су-
ществующих нормативов без учета
вероятностного характера работы стан-
ков [13]. Точное решение задачи
о наладчиках может быть получено
на основе использования теории мас-
сового обслуживания и вероятностного
моделирования работы станков на
ЭВМ [3, 16]. В указанных работах
исходили из предпосылки, что станки
обладают одинаковыми параметрами
надежности. Однако в производствен-
ных условиях параметры надежности
станков (частота отказов со и интенсив-
ность восстановления р,) часто могут
отличаться друг от друга. Поэтому
необходимо обобщить данную задачу
на случай, когда параметры надежно-
сти станков не равны.
Наряду с решением вопроса о вы-
боре оптимального числа наладчиков
в поточно-автоматизированном произ-
водстве решается также вопрос об опре-
делении коэффициента использования
поточных и автоматических линий при
выбранном числе наладчиков. Осо-
бенно важно решение этой задачи на
стадии проектирования станков и ли-
ний, когда в результате неправильного
определения коэффициента использо-
вания линия может не обеспечить
требуемую годовую программу вы-
пуска деталей, или же, наоборот,
может получиться так, что произво-
дительность линии выше необходимой
и линия значительную часть времени
простаивает, что приводит к сниже-
нию ее экономического эффекта. Коэф-
фициент использования сложных ста-
ночных систем при эксплуатации в зна-
чительной мере зависит от'числа об-
служивающих их наладчиков.
Исходные данные для нахождения
оптимального числа наладчиков можно
получить, пользуясь формулами тео-
рии массового обслуживания [16].
Расчеты показателей работы АЛ,
состоящих из М одинаковых станков,
обслуживаемых N наладчиками, про-
водятся с использованием следующих
соотношений.
Вероятность того, что в линии в мо-
мент времени t стоит точно k станков
(в системе находится k требований)
и занято k наладчиков (при условии,
что 1 k N),
р м- / “ V р
h k! (М — k)! \ р /	°'

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО ЧИСЛА НАЛАДЧИДОЕ
217
Вероятность того, что в линии стоит
k станков (в системе находится k тре-
бований) при М k N,
Р = М\______________ l^_\k р
k Nk~NNl (М — k)l х /	°’
где Ро — вероятность того, что все
наладчики свободны (k = 0);
k=N-^\
М\
Nk~NNl (Af — /г)!
т-1
т. е. все станки работают и требований
нет.
Средняя длина очереди станков
(среднее число требований, ожида-
ющих начала обслуживания)
м
м = V (k-N)Ml
°ж k 2j+i Nk~NN! (М - k) 1 Х
k
Ро-
Среднее число станков, находящихся
в обслуживании^и ожидающих на-
ладки,
N
Мрем —

L&=1
М
SkM!
Nk-^N! (M—k)!
k=N+l - v ’
Ро.
(М — 1)!
Коэффициент простоя обслуживае-
мых станков
Мож
М
м
АП
vi k — N
Zj Nk'N (M — k)l
k=N+l -	'	'
Ро-
Среднее число свободных наладчиков
Л/-1
N
S(N — k) MI / о U
k!(M-k)l \ [i J °'
k=0
Коэффициент простоя наладчиков
UV-1	JV-1
k=0	k=0
По этим формулам (зная параметры
надежности оборудования) можно оп-
ределить: среднее время простоя на-
ладчика МСв/М; среднее время про-
м
стоя станков —~7 kPhA
М М
k=l
среднее время простоя станков в ожи-
дании наладчика 7И0Ж/Л1.
В этих формулах принято: М —
общее число станков в линии; N —
число наладчиков, обслуживающих
станки; 1/со — ZH — среднее время бес-
перебойной работы станка; 1/р, = тв —-
среднее время, которое затрачивает
наладчик на восстановление работо-
способности станка.
Приведенные формулы выведены при
условии, что суммарный поток отка-
зов сложной системы и время восста-
новления отказов имеют экспоненци-
альное распределение. Как показали
результаты вероятностного моделиро-
вания работы сложных станочных си-
стем на ЭВМ, поток отказов для кон-
кретных станков не всегда удовлетво-
ряет этому условию, однако в целом для
всей совокупности исследованных стан-
ков суммарный поток отказов хо-
рошо аппроксимируется экспоненци-
альным законом. Это подтверждается
также результатами наблюдений за
работой сложных станочных систем
в производственных условиях.
Чтобы избежать большого объема
вычислений по формулам, приведен-
ным выше, была составлена программа
для ЭВМ. По полученным результатам
были построены графические зависи-
мости, по которым можно быстро без

218
Методы оптимизации
Рис. 22. Зависимость /<ф оборудования
от числа станков ЛГ, обслуживаемых
одним наладчиком при различных значе-
ниях К (214=14-15, Л/=1)
каких-либо дополнительных вычисле-
ний определить показатели работы
станочных линий при характерных
для станков значениях со и р,.
На рис. 22 показана зависимость
фактического коэффициента исполь-
зования оборудования Кф от числа
станков М = 1-н 15, обслуживаемых
одним наладчиком (W — 1), при раз-
ных коэффициентах готовности Кг
станков. Как видно, с увеличением
нормы обслуживания простои станков
существенно возрастают.
Зависимость относительного времени
простоя оборудования у для линии
Рис. 23. Зависимость относительного вре-
мени простоя оборудования у = Л4рем/Л4
для линии из 25 станков от числа наладчи-
ков N (N = 14-5)
Рис. 24. Зависимость коэффициента исе
пользования Кф станков при увеличении
числа наладчиков N
из 25 станков от числа наладчиков М
(число наладчиков менялось от 1 до 5)
показано на рис. 23, а на рис. 24 дана
зависимость коэффициента Кф исполь-
зования линии от числа наладчиков
при М ~ 15. Кривые свидетельствуют
о том, что при увеличении числа на-
ладчиков фактический коэффициент ис-
пользования Кф увеличивается, стре-
мясь в пределе к значению Кг.
На рис. 25 изображена зависимость
числа станков, находящихся в обслу-
Рис. 25. Зависимость числа станков7Ирем?
находящихся в обслуживании и ожидаю-
щих наладки, от /<г каждого станка и числа
наладчиков N

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО ЧИСЛА НАЛАДЧИКОВ
219
живании и ожидающих наладки (Мрем),
от собственного коэффициента готов-
ности каждого станка. С увеличением
длительности восстановления работо-
способности станков со/р, увеличивают-
ся и Мрем и, следовательно, простои
линии.
Особый интерес представляют па-
раметры, выраженные следующими за-
висимостями: у = Мрем/М-100 % —
относительное время простоя обору-
дования; g — 1 — Nqb/N — относи-
тельное время занятости наладчика;
Кф = 1 — Мрем/М — коэффициент ис-
пользования оборудования (Кф <
< Кг за счет увеличения времени
простоев станков из-за ожидания на-
ладчиков).
Показатели работы линии при раз-
личных параметрах (/<г = 0,5ч-0,95;
М — 54-25) даны на с. 226—227.
В качестве экономического критерия
оценки эффективности обслуживания
системы станков принят доход А
в единицу времени эксплуатации ли-
нии. За время эксплуатации прини-
мают сумму времени полезной работы
Траб, времени восстановления линии
7рем и времени ожидания наладчика
Т ож:
Т — Т раб + Т рем + 7"ож-
Обозначим: Лраб — Доход за 1 ч
полезной работы станка (линии);
Л рем — расход за 1 ч ремонта станка
(линии); Лож—расход за 1 ч ожида-
ния станком наладчика; Апр,нал—
расход за 1 ч простоя наладчика.
Тогда
Л = (ЛрабТ раб — ЛремТ рем —
— ЛожТож Лдр. налТпр. нал)/Т =
" ЛрабМраб — ЛремМрем —
— ЛожМож — Лпр. налАсв-
Для уменьшения влияния погреш-
ности исходных данных на результат
расчета можно перейти к относитель-
ным стоимостным величинам взамен
абсолютных, т. е. рассматривать от-
ношение дохода за 1 ч эксплуатации
станков Л к доходу Лраб за 1 ч по-
лезной работы:
Л = Л/Лраб = Л1раб —
— ЛГобсЛрем/Лраб — ^ожЛож/Лраб —
— КсвЛпр. нал/Лраб,
где Л10бс = Мрем — МОж-
Но так как Мраб = М — Мобс —
— Мож, то
Л = М — (1 — Лрем/Лраб) Мобе —
(1 Лож/Лраб) Мож —
— (Лпр. нал/Лраб) Асв.
Средний доход Лраб, получаемый
за 1 ч полезной работы линии, можно
определить по формуле Лраб —
= Су — Зг0, где Су — условная стои-
мость продукции, которая производит-
ся за 1 ч безотказной работы АЛ;
Зг0 — затраты, обусловленные 1 ч
работы линии.
Величину Зг0 можно определить
как сумму Зро = Зет Звс Д* Зр — [—
+5э-|- Зсож+ 5п + Зи-|- Зк+ Зц, где
Зет, Звс, Зр, Зэ, Зсож, Зп, Зи, Зк,
Зц — затраты на заработную плату
станочников, вспомогательных рабо-
чих, ремонт и амортизацию, силовую
электроэнергию, СОЖ и обтирочные
материалы, приспособления, инстру-
мент, эксплуатацию зданий, общеце-
ховые расходы, приходящиеся на 1 ч
работы линии.
Расход за 1 ч ремонта линии можно
определить как сумму: Арем = Зн-|-
4- Звс Ж Зр -|- Зп -J- Зкф Зц, где
Зн — затраты на заработную плату
наладчиков, приходящиеся на 1 ч
восстановления.
Расход за 1 ч простоя наладчика
^пр. нал = Зн.
Пример определения оптимального
числа наладчиков для линии, состоя-
щей из 15 станков, приведен на рис. 26.
При коэффициенте готовности каж-
дого станка /Сг = 0,8 оптимальное
число наладчиков равно 4 (А/Опт =
= 4), для Кг — 0,9 А0Пт = 2.
. Иногда удобнее при определении
норм обслуживания варьировать не
числом наладчиков, а числом станков,
приходящихся на одного наладчика.
Если критерием оптимального числа
наладчиков является заданный вы-
пуск деталей в течение смены, то число
наладчиков определяется ив условия,
что производительность станков долж-

220
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 26. Изменение критерия А в зависи-
мости от числа наладчиков N, обслуживаю-
щих линию (М = 15):
---соответствует отношениям Дож^раб^
= 0,2; ^ремМраб ~ 0,5; ^пр.нал/^раб~
= 0,5; — — — — соответствует соотноше-
ниям
^ож^раб = °’4; ^рем^раб ~ 0>5;
^пр.нал/^раб ~ 0>3
на обеспечиваться минимально воз-
можным числом наладчиков, т. е.
Кф>Рзад.
1 ц
где ф3ад — заданная программа вы-
пуска, шт/смена; р — число одновре-
менно обрабатываемых деталей за вре-
мя цикла, шт.; Тц — время цикла
обработки детали, мин; /(ф — факти-
ческий коэффициент использования
АЛ, учитывающий простои по орга-
низационным причинам.
Тогда
480р °
При этом коэффициент Кф должен
обеспечиваться минимальным числом
наладчиков, а загрузка наладчиков
не должна превышать 0,7—0,8 на
поточных линиях и 0,6—0,7 на АЛ.
Анализ графиков, построенных по
результатам расчетов, позволяет сде-
лать следующие выводы.
С увеличением числа станков, 'об-
служиваемых одним наладчиком, уве-
личиваются простои оборудования;
тем самым снижается коэффициент
использования станков (см. рис. 23).
Так, увеличение нормы обслуживания
с пяти до десяти станков при Кг —
= 0,9 приведет к увеличению простоев
оборудования из-за ожидания налад-
чика с 14 до 25 %, т. е. на 11 %.
На увеличение простоев оборудова-
ния большое влияние оказывает ко-
эффициент готовности, причем в раз-
ных интервалах влияние коэффициента
сказывается по-разному. В значитель-
ной степени снижаются простои при
работе станков с низкой надежностью
при низких нормах обслуживания,
а при работе станков с высокой на-
дежностью — при высоких нормах об-
служивания.
Результаты^расчета хорошо также
иллюстрируют преимущества бригад-
ного метода обслуживания, при ко-
тором снижаются простои линии по
сравнению с индивидуальным. Так,
при пяти станках на одного наладчика
с Кг — 0,8 простои составят у —
= 36 % а при 25 станках на пять
наладчиков у = 27 %, т. е. выигрыш
составит 9 %. Выигрыш при бригадном
обслуживании может быть еще больше
при активно-принудительной замене
инструментов, когда замену группы
инструментов может осуществлять
сразу несколько наладчиков на одном
станке, т. е. р,0Р = jiA.
При бригадном методе работы и
активно-принудительной замене ин-
струментов, когда замена группы ин-
струментов на одном станке может
осуществляться несколькими наладчи-
ками, параметр со'/р/ можно опреде-
лить по формуле
со' !	СО	(О
где <7пл — вероятность того, что ин-
струмент будет снят при плановой
замене.
При назначении числа наладчиков
по нормативам [13] не всегда удается
достаточно точно определить факти-
ческую производительность линии. При
этом ошибка в определении производи-
тельности может быть весьма суще-
ственной.
Как указывалось, формулы теории
массового обслуживания, приведенные

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО ЧИСЛА НАЛАДЧИКОВ
221
14. Сравнение результатов расчета для линии
из шести станков различной и одинаковой надежности
N	^рем	^ож	NCB	^обс	N		^рем	^ож	^св	^обс
Станки с различными параметрами надежности * 2	I	3,03	I	1,23	1	0,20	|	1,80 3	2,38	0,27	0,33	2,11 4'	1	2,29	1	0,04	1	1,74	|	2,25 *	равно	0,33; 0,42;	0,55; 0,7 wcp *	* —- = 0,65. НСр					'0;	Станки с одинаковыми параметрами надежности ** 2	I	3,16	1	1,36	1	0,15	I	1,80 3	2,56	0,34	0,77	2,22 4	1	2,40	|	0,06	J	1,66	1	2,34 0,89; 1.				
выше, выведены для случая, когда об-
служиваются станки или участки ли-
нии одинаковой надежности»
Ввиду того что в производственных
условиях отношения со/p для различ-
ных станков и участков линии значи-
тельно различаются, необходимо
обобщить формулы для случая, когда
отношения со/р у рассматриваемых
станков не равны. Математическое
решение такой задачи для системы
массового обслуживания с конечным
числом источников требований полу-
чено [12] в следующем виде:

h I MN~k
Pk=	shP0 (k > N);
fe=0 k=N
где
s _ Ю1	I
k Pl P2
C01 B e e °fe+l ]
Hi	Hk+i
1	e e t	.
Нм-fe+i Hk
t. e.
где
k
«Пт
(M)
/-й член суммы, представляющий со-
бой произведение cos/ps, соответству-
ющих некоторому сочетанию из М
элементов по k. Остальные показа-
тели системы определяются по фор-
мулам, приведенным на с. 217.
В общем случае при большом числе
станков и линий вычисление по этим
формулам является достаточно слож-
ным и может производиться только
с применением ЭВМ. По результатам
вычислений могут быть построены гра-
фики для определения Л4рем, -Мож
и МСв в зависимости от числа за-
крепляемых за одним наладчиком стан-
ков М с разными отношениями со/р.
Для сравнения в табл. 14 приведены
результаты расчета Л4рем, Л40Ж, МСв
и Moqg для шести станков с различ-
ными и одинаковыми параметрами на-
дежности со/p при условии, что их
сумма остается неизменной, т. е.
М	М
V = V _^£P_ = const.
N	Xj	Hep
i=l	1=1
Анализируя результаты, приведен-
ные в табл. 14, можно прийти к сле-
дующим выводам.
При различных параметрах надеж-
ности со/p станков величины Л4рем,
ТИож, А?обс меньше, чем в случае,
когда параметры надежности берутся

222
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
15. Сравнение результатов расчета
для линии из пяти станков
N	М рем	^ож	Д^св	^4 обе	^рем	^ож	NCB	М обе
Станки с различными параметрами  надежности * 1	I	1,44 I 0,59	I	0,159	1	0,84 2	|	1,19 | 0,06	1	0,98	|	1,13 *	со/ц равны 0,05; 0,05; 0,05; 1; 1. *	* ®ср/^ср ~ ОЛЗ.					Станки с одинаковыми параметрами надежности ** 2,81	I	1,86	I	0,057	|	0,95 1,76	1	0,374	1	0,61	|	1,39			
средними, однако эта разница незна-
чительна и влияние ее на оптимальное
число наладчиков несущественно.
В случае, когда станки имеют раз-
личные отношения co/fi, загрузка на-
ладчика меньше, чем в случае, когда
со/p, равны.
Коэффициент готовности, в случае,
когда со/p не равны, выше, чем в слу-
чае с одинаковыми со/p и составляет
соответственно 0,60 и 0,57 при трех
наладчиках:
Кф = 1 -	= 1 -	= 0,6°;
^=1-^51 = 0,57.
Учет фактора различной надежности
станков повышает при одном и том же
числе наладчиков коэффициент ис-
пользования линии для нашего при-
мера на 3 %. Однако в данном случае
следует иметь в виду, что хотя пара-
метры надежности станков в большой
степени различаются, они располо-
жены в порядке равномерного воз-
растания их значений. В случае, когда
по надежности станки существенно
отличаются и условия равномерности
возрастания значений параметров на-
дежности нарушаются, влияние фак-
тора учета различной надежности мо-
жет заметно сказываться на резуль-
татах расчета (табл. 15).
Учет фактора различной надежности
станков в данном случае повышает
коэффициент готовности при одном
наладчике с К& = 1 —	------ 1 —
м
2,81 А лл	1	1,44
----g— = 0,44 до Кф = 1-----=
= 0,71.
Как показал расчет, оптимальное
число наладчиков для станков раз-
личной надежности Уопт = 1, а для
станков равной надежности УОпт — 2
(при этом принималось Лрем/Лраб —
= 0,5; Л ож/Л раб = 0,2; ЛпроИал/
Лраб = 0,5).
Таким образом, в практических рас-
четах можно руководствоваться сле-
дующими правилами. Если в линии
участки или станки расположены в по-
рядке увеличения или уменьшения
СО	ж
параметра надежности —, то фак-
И
тором различной надежности станков
можно пренебречь и рассматривать
как оборудование с одинаковыми ха-
м
рактеристиками ©ср/рср — 7 —-/М,
Ez
i = l
Это не внесет существенной погреш-
ности в расчеты, если даже параметры
надежности станков в значительной
степени различаются.
Если Г параметры надежности стан-
ков различаются более чем на 15—
25 % и условия равномерности изме-
нения их значений нарушаются, рас-
чет необходимо вести с учетом фактора
различной надежности станков. Ве-
личины 7Ирем, Л40ж и Усв определя-
ются по формулам
М
Л4рем = kPk',
£=о
м
Мож= S (k-N)Pk,
6=yv+l
W-1*
Nc-в = 2 (N — k) Pk и т. д.,
А=1

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО ЧИСЛА НАЛАДЧИКОВ
223
16. Параметры поточной линии для обработки корпуса насоса
Наименование станка	Число стан- ков	Параметр надежности станков аг/цг	Коэффи- циент загрузки оборудова- ния к3	
Агрегатный АС-205		0,088	0,84	0,086
Агрегатный АС-026		0,040	0,70	0,032
Вертикальный токарный 1284	2	0,23	0,80	0,21
Вертикально-сверлильный 2618		0,08	0,32	0,040
Алмазно-расточный		0,126	0,58	0,090
Токарный	1	0,07		0,041
Сверлильный (для раскатки)		0,08	0,46	0,047
Шлифовальный	3		0,98	0,080
Моечная машина	1	0,05	0,55	0,036
*6). и — частота отказов и восстановления станков, подсчитанная с учетом
простоев из-за неполной загрузки оборудования.
Примечание. КГСр = 0,92; <^Ср/Иср — 0,08; о — 0,056; V = 0,72.
а остальные — аналогично случаю со
станками одинаковой надежности. При
этом удобнее варьировать числом стан-
ков, закрепленных за одним налад-
чиком.
Учет фактора различной надежности
особенно большое значение имеет при
определении коэффициента использо-
вания системы, состоящей, например,
из участка АЛ с большим отношением
со/p, и отдельных станков для обра-
ботки базовых поверхностей, когда
надежность их высокая (отношение
со/p мало). '
.Таким образом, использование ме-
тодов теории массового обслуживания
позволяет, опираясь на вероятностные
закономерности работы оборудования,
проанализировать эффективность его
использования при различном числе
наладчиков и выбрать оптимальное
решение.
Пользуясь данной методикой, рас-
смотрим пример выбора оптимального
числа наладчиков поточной линии по
обработке корпуса насоса гидроусили-
теля руля автомобиля ЗИЛ. Линия
содержит 16 единиц оборудования и
обслуживается двумя наладчиками.
Путем хронометражных исследований
работы станков в производственных
условиях были получены характери-
стики их надежности (табл. 16). Ко-
эффициент готовности каждого станка
определяется по формуле
К1
I \ Рг /
Сравним для данного примера ва-
рианты выбора наладчиков по нор-
мативам [13] без учета простоев из-за
ожидания наладчика и по формулам
теории массового обслуживания. По
нормативам 16 станков линии должны
обслуживаться двумя наладчиками.
При этом коэффициент готовности
Кг = 0,92 (рис. 27, линия А). Число
станков, обслуживаемых одним на-
ладчиком (норма обслуживания),
M/N — 8. По формулам теории мас-
сового обслуживания при двух на-
ладчиках фактический коэффициент
готовности станков Кф = 1 —
— Л4рем//И = 0,85, т. е. станки не
будут дорабатывать 7 % времени в
смену (см. рис. 27, кривая Г). С уве-
личением нормы обслуживания про-
стои из-за ожидания наладчика уве-
личиваются, и при 16 станках Кф ==
= 0,75, т. е. станки не будут дораба-
тывать 17 % времени. Рассчитаем про-
изводительность агрегатного станка
АС-025 для этих данных. По заводским
нормам время обработки детали =
= 1,1 мин, фонд времени в смену со-
ставляет 480 мин.

224
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
Рис. 27. Показатели работы линии из многоинструментных станков при различных
нормах обслуживания
Для 1-го случая производительность
потенциальная	Qn = 480Кг/7ц =
= 480-0,92/1,1 = 400 деталь/смена,
фактическая	Сф = 480Кф/Гц =
= 480-0,85/1,1 — 371 деталь/смена.
Для 2-го случая при той же потен-
циальной производительности Q$ =
= 480Кф/7ц = 480-0,75/1,1 =
= 327 деталь/смена.
В первом случае производительность
упала на 7,3 %, во втором случае на
18,3 %.
При назначении числа наладчиков по
методике, изложенной в работе [13],
не всегда удается , точно определить
фактическую производительность ли-
нии. Применение теории массового
обслуживания дает возможность
вскрыть резервы повышения произ-
водительности и экономической эф-
фективности работы оборудования на
так называемых узких местах произ-
водства. При этом следует различать
задачи трех типов.
Задача I типа. Определить макси-
мальную производительность линии
в том случае, когда она ограничивает
производительность сборочного уча-
стка. Так, кривая 1 на рис. 27 показы-
вает, что максимальное значение Кф =
— 0,92 достигается при MlN — 2 и
дальнейшее увеличение числа налад-
чиков не приводит к увеличению Кф.
Если учитывать, что станки имеют раз-
личные характеристики надежности
то максимальное значение про-
изводительности достигается при
М/N = 3 (см. рис. 27, кривая Г).
На рис. 27 кривые Д, 2' и 3' также
соответствуют случаю, когда со^/р^ не
равны. Следует отметить, что наи-
больший экономический эффект в дан-
ном случае дает уменьшение нормы
обслуживания до MlN — 6, так как
при этом высокая производительность
обеспечивается при минимальной се-
бестоимости (кривые 2 и 2') и повы-
шается интенсивность дохода (кри-
вые 3 и 3'). Дальнейшее снижение
нормы обслуживания с целью повы-
шения производительности уменьшает
экономическую эффективность работы
оборудования при резком увеличении
числа наладчиков.
Задача II типа. Определить опти-
мальное число наладчиков линии по
экономическим показателям. При этом
критерием оптимизации служит себе-
стоимость обработки С (руб/мин) или
интенсивность А (руб/мин) (см. рис. 27
соответственно кривые 2, 2' и 3, 3').
Как видно из графика, оптимальное
число станков, закрепляемых за одним
наладчиком, составляет 6 для случая,
когда отношения (Oj/p; равны между
собой, и 7, когда они не равны. За-
грузка наладчика при этом не должна
превышать 70 %.
Задача Ш типа. Определить мини-
мальное число наладчиков, необходи-
мое для обеспечения заданной про-
граммы Q3. Для того чтобы выпол-
нить заданную программу выпуска
для каждого станка линии Q3, до-

РАСЧЕТ ОПТИМАЛЬНОГО ЧИСЛА НАЛАДЧИКОВ
225
17. Сравнение результатов расчета и моделирования линии
из шести агрегатных станков
N	^рем	^ож	Мсв	^обс	^рем	^ож	мсв	^обс	
Станки с различными параметрами надежности *					Станки с одинаковыми параметрами надежности ***				
2	3,03 **	1,23	0,20	1,80	3,16	1,36	0,15		1,80
	3,07	1,26	0,19	1,81	3,18	1,36	0,18		1,82
Q	2,38	0,27	0,83	2,11	2,56	0,34	0,77		2,22
О	2,44	0,28	0,84	2,15	2,56	0,34	0,78		2,22
4	2,29	0,04	1,74	2,25	2,40	0,06	1,66		2,34
	2,31	0,04	1,76	2,27	2,39	0,06	1,66		2,33
	* Wj/Щ равны 0,33;			0,42; 0,55;	0,70; 0,89;	1,00.			
** Здесь и далее числитель дроби показывает результат, полученный четом, а знаменатель — методом вероятностного моделирования на ЭВМ. *** 0ср/цср = 0,65.									рас-
статочным является условие Л^р
sc (^зР — средний коэффициент за-
грузки; К|р = 0,62). Это условие вы-
полняется для всех точек кривой 1,
находящихся выше точки пересече-
ния с линией Б, характеризующей
среднюю загрузку станков. Минималь-
ное число наладчиков, необходимое
для того, чтобы выполнить программу
выпуска, N = 1 при M/N = 21 (точка
С пересечения кривой 1 с линией Б).
Однако загрузка наладчика при этом
будет недопустимо высокой (98 %),
поэтому необходимо снизить норму
обслуживания, соблюдая условие: ко-
эффициент загрузки б ис 0,7 (70 %).
Это условие выполняется при M/N =
~ п = 10, что обеспечит производи-
тельность выше заданной (Кф =
= 0,83 > 0,62), поэтому норма обслу-
живания может быть повышена.
Определить максимальную норму об-
служивания (при которой выполняют-
ся условия 6	0,7 и Кф = 0,62)
можно следующим образом. Опреде-
лим для нескольких значений M/N
произведение (Кф — КзР) п. Точка на
кривой 1, для которой (Кф — КзР) п =
= 6 — 0,7, будет решением данной
задачи. Для данного примера это
условие выполняется с существенным
запасом при п = 20, т. е. для обеспе-
чения заданной производительности
8 П/р Волчкевича
достаточно иметь на линии одного
наладчика. Действительно, в ходе хро-
нометражных наблюдений ^не наблю-
далось срывов программы в случае
невыхода на работу одного из двух
наладчиков.
Приведенные выше формулы теории
массового обслуживания выведены при
условии, что суммарный поток отка-
зов сложной системы и время восста-
новления отказов имеют экспоненци-
альное распределение. Как показали
результаты вероятностного моделиро-
вания работы сложных станочных си-
стем на ЭВМ, поток отказов станков
не всегда удовлетворяет условию со =
= const, однако в целом для группы
станков суммарный поток отказов хо-
рошо аппроксимируется экспоненци-
альным законом. Моделирование по-
казало, что условие выполняется и
в случае принудительной замены ин-
струментов, когда поток отказов си-
стемы становится вероятностно-детер-
минированным. Это подтверждается
также результатами многочисленных
наблюдений за работой сложных ста-
ночных систем в производственных
условиях.
Результаты, полученные аналитиче-
ски с использованием теории массо-
вого обслуживания для станков с раз-
ними и одинаковыми параметрами на-
дежности (А4 = 6), были проверены
методом вероятностного моделирова-

226
МЕТ0ДЫ1 ОПТИМИЗАЦИИ
0,9 0,8 0,7 0,6	0,5Кг 0,9 0,8 0,7 0,6	0,5Кг
0,9 0,8 0,7 ОД 0,5Кг 0,9 0,8 0,7 0,6 ОДКГ 0,9 0,8 0,7 0,6	ОД Кг
Рис. 28. Зависимости Лф, Мобс, Л4рем, Мож
а, б, в — М = 5; N — 1 5; г, д, е — М =

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
227
ния на ЭВМ работы линий из агре-
гатных станков. Результаты модели-
рования практически совпали с дан-
ными, полученными аналитическим пу-
тем (табл.> 17).
Таким образом, пользуясь изложен-
ной методикой, можно более точно
определить по экономическому кри-
терию необходимое число наладчиков.
Для упрощения вычислений Аф,
-Мобе, Мрем, Мож и Мсв для разного
числа технологических единиц обо-
рудования, обслуживаемых различным
числом наладчиков, по данным расче-
тов на ЭВМ построены графики
(рис. 28).
Графики позволяют без выполнения
громоздких расчетов определять эти
показатели для поточных или автома-
тических линий из станков (участков)
с одинаковыми или близкими по ве-
личине параметрами со/р,.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
ПРОДУКЦИИ НА АЛ
Обработка заготовок со стабильным
по величине припуском и однородными
физико-механическими свойствами, ис-
пользование в АЛ станков с высокой
жесткостью и геометрической точно-
стью, применение высококачественного
инструмента, контрольных автоматов
и автоподналадчиков, рациональная
система обслуживания и ремонта обо-
рудования — все эти факторы позвр-
0,9 0,8 0,7 0,6	0,5 Кр
и ^св Для линий из различного числа станков:
10; N = 1 -=-5; ж, з, и — М = 15; N = 1н-5
8*

228
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
ляют в условиях массового произ-
водства обеспечить обработку точных
деталей в течение длительного вре-
мени. Вместе с тем изменение пере-
численных факторов в течение пе-
риода эксплуатации, а также необ-
ходимость выбора наиболее рацио-
нальных программ (планов) воздей-
ствия на технологический процесс при
снижении точности обработки выдви-
гает задачу создания автоматизиро-
ванных систем управления точностью
обработки деталей (АСУ ТОД) и ка-
чеством продукции (АСУ КП) на АЛ.
Наиболее сложно определить при-
чину снижения точности обработки.
В этом случае целесообразно при-
менять современные математические
методы и вычислительную технику,
т. е. обеспечить стабильность техноло-
гических процессов и повысить ка-
чество продукции в производственных
условиях на основе управления про-
цессами с применением современных
математических методов и ЭВМ.
Построение математической модели
технологического процесса и исследо-
вание ее дает возможность целена-
правленно воздействовать на процесс
обработки, а экономическая оценка
результатов воздействия позволяет осу-
ществлять оптимальное управление
процессом.
Необходимость оптимального управ-
ления в условиях стохастического
характера производства, когда на вы-
ходные параметры процесса оказы-
вает влияние большое число факторов
(основная часть которых изменяется
с течением времени), обусловливает
разработку и внедрение АСУ ТОД и
КП в первую очередь для массового
производства. Задачи таких систем
следующие: сбор и анализ информации
о действительных значениях факторов
технологического процесса, определя-
ющих качество продукции, обработка
экспериментальных данных и оценка
степени влияния каждого фактора,
построение статистической модели опе-
раций обработки, экономическое
сравнение различных вариантов управ-
ляющих воздействия и выбор опти-
мального плана управления, обеспе-
чивающего заданное качество обра-
ботки при минимальных стоимостных
затратах.
Для эффективного управления тех-
нологическими процессами с исполь-
зованием ЭВМ необходимо распола-
гать подробной информацией о том,
какие факторы влияют на суммарную
погрешность обработки, какова сила
их влияния. Для решения этой задачи
рекомендуется использовать матема-
тический аппарат, действие которого
основано на применении дисперсион-
ного анализа и теории планирования
эксперимента. Это позволяет после
предварительного обследования опе-
раций (для выбора факторов, которые
могут оказывать влияние на суммар-
ную погрешность обработки) и вы-
полнения минимально необходимого
числа измерений (позволяющих уста-
новить связь между значениями каж-
дого фактора и величиной суммарной
погрешности) количественно опреде-
лить степень влияния факторов и их
взаимодействий на выходные пара-
метры детали.
По результатам небольшого числа
измерений (например, восемь измере-
ний для трех факторов, 32 измерения
для пяти факторов) ЭВМ расчетным
путем устанавливает главные причины,
которые могут привести к уменьше-
нию точности обработки, и вычисляет
коэффициенты регрессионного уравне-
ния, представляющего собой матема-
тическую модель анализируемой опе-
рации.
На первоначальных этапах внедре-
ния АСУ ТОД измерение значений
параметров можно осуществлять стан-
дартными приборами. Однако для ши-
рокого применения метода необходима
разработка комплекса датчиков, из-
мерительных устройств, передвижных
стендов для диагностики технологи-
ческого ^процесса, позволяющих ав-
томатизировать операции сбора исход-
ной информации.
Применение программируемых кон-
троллеров и мини-ЭВМ для управления
работой технологического оборудова-
ния на заводах массового производ-
ства позволяет автоматизировать пере-
дачу и обработку*3" первичной инфор-
мации, а также передачу управляющей
информации от ЭВМ к станочным
линиям, т. е. создается техническая
возможность разработки автоматизи-
рованной системы управления каче-

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
229
ством продукции, которая рассматри-
вается как часть АСУП завода.
В условиях функционирования АСУ
ТОД для обеспечения заданной точ-
ности обработки деталей применитель-
но к процессам изготовления наиболее
ответственных деталей - или изделий
необходимо:
проводить последовательный анализ
результатов выполнения операций (от
последних, завершающих, к перво-
начальным) с целью выявления тех
операций, на которых может появиться
брак;
выполнять технологический анализ
выбранных операций для установле-
ния факторов, которые могут оказы-
вать влияние на суммарную погреш-
ность обработки детали;
составлять план эксперимента в за-
висимости от числа факторов и числа
уровней их изменения;
измерять с помощью датчиков со-
стояния технологического процесса
(или диагностических станций) число-
вые значения выделенных факторов и
соответствующие им значения погреш-
ности обработки детали;
передавать информацию в ЭВМ, про-
водить дисперсионный анализ техно-
логической операции, определять доми-
нирующие факторы и степень их влия-
ния на погрешность детали;
в случае, когда доминирует один
фактор, — выдавать информацию со-
ответствующим службам завода о не-
обходимости воздействия на техноло-
гический процесс;
в случае, когда доминируют не-
сколько факторов и значимы их взаимо-
действия, проводить расчет коэффици-
ентов регрессионного уравнения, ха-
рактеризующего математическую мо-
дель операции, и анализ модели в за-
висимости от числа факторов и стои-
мости их изменения с целью определе-
ния комплекса мероприятий, обеспе-
чивающих заданную точность обра-
ботки детали с минимальными затра-
тами, т. е. разработку оптимального
плана управления технологическим
процессом.
Дисперсионный анализ технологи-’
ческих операций. Для выявления
главных причин возникновения по-
грешностей проводят дисперсионный
анализ [20] операций обработки дета-
лей на АЛ. Дисперсионный анализ
заключается в разложении общей дис-
персии случайной величины, т. е. по-'
грешности деталей, на независимые
случайные слагаемые, каждое из ко-
торых характеризует влияние на сум-
марную погрешность того или иного
фактора или их взаимодействия.
Фактором называется измеряемая
переменная величина, принимающая
в некоторый момент времени определен-
ное значение; фактор считается за-
данным, если вместе с названием ука-
зана область его определения. Фак-
торы разделяются на количественные
и качественные [2].
При проведении эксперимента фак-
торы должны быть управляемыми.
Чтобы точно определить фактор, нужно
указать последовательность действий
(операций), с помощью которых уста-
навливаются его конкретные значения
(уровни). Такое определение фактора
называется операционным. Точность
измерения фактора должна быть воз-
можно более высокой. Степень точ-
ности определяется диапазоном изме-
нения факторов. Факторы должны быть
однозначными.
Необходимость введения сложных
факторов (функции других чфакторов)
возникает при желании представить
динамические особенности объекта в
статической форме. При планировании
эксперимента обычно одновременно из-
меняются несколько факторов. К со-
вокупности факторов предъявляют тре-
бования: совместимости, независимо-
сти (отсутствие корреляционной свя-
зи), достаточной полноты выбранного
множества факторов.
Выбор факторов — очень ответ-
ственный этап при подготовке к плани-
рованию эксперимента. От удачного
их выбора зависит успех оптимизации.
Рассмотрим единичный фактор А,
который принимает р различных уров-
ней, и предположим, что на каждом
уровне сделано п наблюдений, что
дает всего N — пр наблюдений. Пусть
результаты представлены в виде матри-
цы хи (i = 1, 2, ..., р; j= 1, ..., п).
Для представления данных, когда
фактор А принимает р различных
уровней, модель операции можно за-
писать [14, 20] в виде Xij = р +
+ Ai + 8/j, где р — общая средняя;

230
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
18. Формулы дисперсионного анализа
Источник изменчивости	Суммы квадратов	Степени свободы	Средние квадраты	Крите- рий
Различия между уровнями Различия внутри уровней	51 = п	(*z.—*..)2 i 5г =	(-*7/	xz.)2 Д'	p-1 N—p	ТИХ = = 51/p-l TW2 = = S2/N-p	МДМ2
Сумма	5=2	J2 ij	TV—1	—	—
Ai — эффект, обусловленный Z-м уров-
нем А; — вариации результатов
внутри отдельного уровня фактора А.
С помощью члена &tj принимаются
в расчет все неконтролируемые фак-
торы. Предположим, что наблюдения
на фиксированном уровне фактора
нормально распределены относительно
среднего значения р,+ Дг с общей
дисперсией о2.
Ввздя обозначение, в котором точка
вместо индекса означает, что по этому
индексу проведено усреднение соот-
ветствующих наблюдений, можно
написать хц — (xt. — х..) +
+ (xtj — Xi У Возведя обе стороны
равенства в квадрат и просуммировав
по Z и/’, получим 5=2	— х..)2~
= S (Ъ. — х.У1 + £	=
i, J'	i, /
=	+ S2. Член с перекрестным про-
изведением исчезает, поскольку сумма
отклонений любой группы наблюде-
ний от их среднего значения равна
нулю. Величина S2 вычисляется по
отклонениям N наблюдений от р вы-
борочных средних и, следовательно,
имеет N — р ~ р (п — 1) степеней
свободы. Подобным образом =
= (Хг, — Л..)2 = П	— Х..)2ВЫ-
i, /	i
числяется исходя из отклонений р
средних для независимых классов от
общего среднего и, следовательно,
имеет р — 1 степеней свободы; 5 имеет
N — 1 степеней свободы.
Составим таблицу дисперсионного
анализа (табл. 18).
В случае справедливости гипотезы
о том, что влияние всех уровней
одинаково, т. е. все Ai равны, вели-
чины и ТИ2 будут несмещенными
оценками о2. Эту гипотезу можно
проверить, вычислив отношение Л4£/7И2
и сравнив его с величинами в табли-
цах F-распределения (см. с. 235) с
(р — 1) и (N — р) степенями свободы.
Если вычисленное значение больше
табличного в a-процентной точке, сде-
лаем вывод о том, что гипотеза будет
ложной при а-м уровне значимости.
В исследованиях, включающих мно-
го факторов, неэкономично и неэф-
фективно изучать воздействие каждого
фактора на результат. Необходимо
рассматривать эксперименты, в ко-
торых учитывается более одного фак-
тора. Например, если рассмотреть два
фактора — А и В, имеющих соответ-
ственно р и q уровней и п наблюдений
в каждой из pXq ячеек двусторонней
таблицы (всего наблюдений N =
= npq), то данные удобно располо-
жить в табл. 19.
Результаты наблюдений можно за-
писать в следующем виде:
xija ~ Е -ф- Bj AiBj
(Z = 1. 2, . . ., p; j = 1, 2, . . ., q\
a — 1, 2, . . ., n),
где p, — общее среднее; Ai — влияние,
обусловленное Z-м уровнем фактора А;
Bj — влияние, обусловленное /-м уров-
нем фактора В; AiBj — член, соответ-
ствующий взаимодействию факторов
А и В на Z-м и /-м уровне соответ-
ственно; Szjcc учитывает вариацию
внутри отдельной ячейки.
Как и прежде, предполагаем, что
?ija нормально распределено вокруг

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ методы управления качеством
231
19. Данные дисперсионного анализа
Уров- ни			А2 . .	• Ар	Суммы
	*111’ *112’ *•	•’ *11/2	*211’ *212’ •••’ *р12’ '•	*21/2 ’ ’ ‘ *р11’ •’ *р1/2	pnx.r.
в2	*121’ *122’ ••	” *12/2	*221’ *222’ *р22’ ••	*22/2 ’ * ’ *р2Г ’ *р2/2	рпх.2.
	*1.71’ *172’ ••	•’ *1/7/2	*2Щ’ *2^2’ •••’ *2р2	xpqV •••’ xpqn	Pnx.q.
Суммы			qnx2.. • •	• qnxP"	рпх...
нулевого  среднего с дисперсией о2.
Предположим также, что математиче-
ские ожидания (Af, В., AojBj) равны
нулю.
В этом случае S = (Xija — х...)2
ifa
с (N — 1) степенями свободы можно
представить в виде суммы
S =	+ S2 + S3 + S4,
где
S1 = nq 2 (X;..— x.J2
i
c p — 1 степенями свободы;
s2 = np £ (X,;. — X...)2
/
c q— 1 степенями свободы;
s3 = « S — — +
ij
c (p—1) (q—1) степенями свободы;
^4 = 2 ('''ija xij.)2
ifa
с (/V — pq) степенями свободы.
На основании средних квадратов
Mi = Sx/(p — 1);	M2-S2%-1);
= S3/[(p — 1) (?— 1)];
SJ(N — pq),
главные влияния факторов можно про-
верить сравнением отношений
и 7И2/7И4 по F-критерию с соответству-
ющими степенями свободы. Влияние
эффекта взаимодействия можно про-
верить посредством сравнения отно-
шения М3/М4 с F-распределением с
(р — 1) (7 — 1) и (N — pq) степенями
свободы.
Если рассмотреть большее число фак-
торов, то дисперсионный анализ нужно
проводить аналогичным образом.
На практике часто факторы изме-
ряются на небольшом числе уровней.
Если важно узнать, какие факторы
оказывают существенное влияние на
технологический процесс, можно, вы-
брав два уровня для каждого исследуе-
мого фактора, быстро провести расче-
ты, используя методы дисперсионного
анализа, специально разработанные
для этого случая.
Итак, рассмотрим [2] трехфактор-
ный эксперимент, в котором каждый
фактор имеет два уровня, т. е. план 23,
так как он содержит именно такое
число опытов. Для упрощения записи
условий эксперимента и обработки
экспериментальных данных масшта -
бы по осям задают так, чтобы верх-
ний уровень соответствовал +1, ниж-
ний — 1, основной — нулю. На выбор
интервалов варьирования наклады-
ваются ограничения снизу (он не
может быть меньше ошибки фиксиро-
вания уровня фактора) и сверху (верх-
ний и нижний уровни не должны вы-
ходить за область определения).

232
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
20. Полный факторный эксперимент 23
Условия эксперимента представляют
в виде таблицы-матрицы планирова-
ния, где строки соответствуют различ-
ным опытам, а графы — значениям
факторов (табл. 20).
Эксперимент, в котором реализуют-
ся все возможные сочетания уровней,
называется полным факторным экспе-
риментом. Для сокращения записи
матрицы планирования удобно ввести
условные буквенные обозначения
строк. Если обозначить через а, Ь
и с соответствие факторов Д, В и С
своим верхним уровням, то ab будет
обозначать, что факторы А и В на-
ходятся на своих верхних уровнях,
а фактор С на нижнем. Когда все
факторы находятся на своих нижних
уровнях, будем писать 1.
Табличный метод Йейт-
с а. Используем мнемоническое пра-
вило записи эффектов действия фак-
торов [20]
А — (а -ф ab + abc + ас) —
-((1) + & + ^-Н) =
(а — 1) (6+ 1) (с + 1);
В — (abc 4- ab 4- Ьс 4- Ь) —
— (ас 4- а 4- с 4- (1)) =
-(^4-W-i)(c4-i);
С == (abc 4- ас + Ьс 4~ с) —
-(^4-^ + ^+(1)) =
- (а+ 1ДО 4-1) (е- 1);
АВ = (abc 4-aZ>4-c4-(l)) —
—- (ас 4- be 4- а 4- b) =
= (а—1)(&—-1) (С 4-1);
АС = (abc 4- ас 4- b 4- (1)) —
— (ab 4- Ьс 4~ а 4- с) —
= (а-1)(6+1) (с-1);
ВС = (abc + be + а + (1)) —
— (ab + ас + b + с) =
= («4- 1) (&— 1) (с— 1);
АВС = (abc + а 4- b 4- с) —
— (ab + ас + Ьс 4- (1)) —:
= (а- 1) (b — 1) (с — 1).
Сумма всех наблюдений J = (а + 1) X
X (Ь+ 1)(с+ 1). .
Важно под черкнуть, что эти записи не
имеют физического смысла и служат
только для быстрого получения нуж-
ных для дисперсионного анализа сумм
квадратов.
Процедура состоит в возведении
в квадрат каждого значения и в деле-
нии результата на г«2^, если план
повторили г раз (2п — число получен-
ных результатов).
Рассмотрим пример для иллюстра-
ции того, насколько просто можно
построить таблицу дисперсионного ана-
лиза в этом случае. Пусть данные для
восьми экспериментов будут следу-
ющими:
Вариант	(1)	с	Ь	Ьс
Результат	11,8	20,9	8,5	16,2
Вариант	а	ас	ab	abc
Результат	9,9	18,3	8,1	16,0
Составим таблицу Йейтса (табл. 21).
Для столбца X числа соответствуют
суммам 1 4" Ь 4~ ab; с + ас; Ьс +
4~ abc\ а — 1; аЬ — Ь; ас — с; abc —
— Ьс. Столбцы Y и Z получают из
столбцов X и Y подобным же образом.
Столбец Z соответствует общему влия-
нию, следовательно, может быть вы-
числена соответствующая сумма ква-
дратов. Поскольку проведено лишь
восемь экспериментов, нельзя ожи-
дать, что будет получена достаточная
информация о взаимодействиях. По-
этому предположим, что их нет, и
объединим соответствующие суммы

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
233
21. Первичные результаты дисперсионного анализа
Вариант	Резуль- тат	X	Y	Z	Влияние	(Влияние)2 3
(1)	11,8	21,7	.	38,3	109,7	1	
а	9,9	16,6	71,4	— 5,1	А	3,251
b	8,5	39,2	— 2,3	— 12,1	В	18,301
ab	8,1	32,2	— 2,8	3,9	АВ	1,901
с	20,9	— 1,9	— 5,1	33,1	С	136,951
ас	18,3	— 0,4	-7,0	-0,5	АС	0,031
Ьс	16,2	— 2,6	1,5	— 1,9	ВС	0,451
abc	16,0	-0,2	2,4	0,9	АВС	0,101
22. Окончательные результаты
дисперсионного анализа
Источник изменчивости	Сумма ква- дратов от- клонений	Степени свободы	Средние квадраты
Фактор А	3,25	1	3,25
Фактор В	18,30	1	18,30
Фактор С	136,95	1	136,95
Ошибка	2,48	4	0,62
Сумма	160,98	7	__
квадратов. В табл. 22 запишем окон-
чательные результаты дисперсионного
анализа.
Влияние факторов А, В, С и их
взаимодействий оценивается величи-
нами средних квадратов отклонений:
чем больше эта величина, тем суще-
ственней влияние соответствующего
фактора или взаимодействия по сравне-
нию с другими. Даже не применяя
никакого критерия, пользуясь этой
таблицей, можно сделать вывод, что
факторы по их влиянию располагаются
в следующем порядке: 1) фактор С;
2) фактор В; 3) фактор А.
Производя подобные опыты через
некоторые промежутки времени, мож-
но сделать вывод о поведении каждого
фактора и их взаимодействиях.
Общее число опытов полного плана
становится большим, когда факторов
больше пяти. В этом случае на началь-
ной стадии исследования можно ис-
пользовать неполный факторный план
и при обработке результатов экспери-
мента пользоваться методом Йейтса.
Результаты дисперсионного анализа
технологической операции позволяют
оценить степень влияния рассматри-
ваемых факторов на погрешность об-
работки детали. В случае, если управ-
ляющие воздействия на операцию не
однозначны (значимыми оказались не-
сколько факторов) и необходимо вы-
брать оптимальный план обеспечения
требуемой точности обработки, даль-
нейшее исследование вопроса необ-
ходимо осуществлять на основе исполь-
зования статистической (регрессион-
ной) модели операции.
Построение модели операции с ис-
пользованием регрессионного анализа.
Первый этап планирования экспери-
мента основан на варьировании фак-
торов на двух уровнях. Если число
факторов известно, можно вычислить
число опытов, необходимых для реа-
лизации всех возможных сочетаний
уровней. Число опытов в полном фак-
торном эксперименте равно 2/г (k —
число факторов, 2 — число уровней).
Независимо от числа факторов матрицы
планирования обладают следующими
свойствами [2]:
симметричностью относительно цен-
тра эксперимента, т. е. алгебраиче-
ская сумма элементов вектор-столбца
каждого фактора равна нулю,
N
2 Xii ~ °’
г = 1
нормировки: сумма квадратов эле-
ментов каждого столбца равна числу
N
опытов:	х?у = 2/г,
ортогональностью, т. е. сумма по-
членных произведений любых двух
вектор-столбцов матрицы равна нулю:

234
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
j =£ и; u=Q, 1, 2, ..., /г;
ротатабельностью, т. е. точки в ма-
трице планирования подбираются так,
что точность предсказания значений
параметра оптимизации одинакова на
равных расстояниях от центра экспе-
римента и не зависит от направления.
Для движения к точке оптимума
проще использовать линейную модель
у = Ьо + Ь^ + - • • + bkUk. Наша
цель — найти по результатам экспери-
мента значения неизвестных коэффи-
циентов модели. Эксперимент, содер-
жащий конечное число опытов, позво-
лит получить только выборочные оцен-
ки для коэффициентов уравнения.
Точность коэффициентов зависит от
свойств выборки и нуждается в стати-
стической проверке.
Коэффициенты уравнения вычисля-
ются по простой формуле bj =
=-' У XjiUi/N, где /= 0, 1, ..., k\
i=\
Xij — элемент матрицы планирования.
Коэффициенты указывают на степень
влияния факторов.
Проверка однородности
дисперсий. Для проверки одно-
родности дисперсий необходимо все
элементы матрицы измерений резуль-
татов экспериментов проверить по кри-
терию Кохрена. С этой целью вычисле-
ние проводят в приведенной ниже
последовательности.
Рассчитывают все элементы векто-
ров: у (N) и D (N):
R
У (/) = 1/Я U ytj ПРИ / = 1
i=\
R
Dj=l/(7?-l) [yij — y (/)J2.
i = 1
Находят максимальный элемент век-
тора дисперсий D (N):
Dmax max {Di, D2, . . ., Dn}.
Проводят расчет значений критерия
Кохрена:
I N
GR — Dmax / Vi Dj,
I / = 1
Вычисляют число степеней свободы:
F~ R— 1. На основании этих дан-
ных производят сравнение расчетных
значений критерия Кохрена (GR) с
табличным (GT) (табл. 23) при задан-
ном уровне значимости.
Если получим GR < GT, то это
свидетельствует о том, что дисперсии
однородны. Если дисперсии оказа-
лись неоднородными, то полезно из-
менить масштаб для параметра опти-
мизации. При этом вводится некоторая
математическая функция от параметра
оптимизации, например квадратный
корень или логарифм.
Проверка адекватности
модели. Для проверки гипотезы об
адекватности уравнения регрессии не-
обходимо сопоставить достигнутую
точность модели с величиной, харак-
теризующей точность эксперименталь-
ных наблюдений.
Вычисления проводят в следую-
щем порядке. Находят SRBocnp==
N R
= V V (ytj — yj)2’, число степеней
свободы Евоспр = N (R — 1) и вели-
чину дисперсии воспроизводимости
^воспр — 5/?воспр/Евоспр«
Значения функции отклика, предска-
занные моделью в любой точке экспе-
римента, y^j. Тогда
N
^адекв = Д2
Еадекв N — (R Д- 1).
Зная все эти величины, рассчитывают
дисперсию адекватности:
Е^адекв — 5/?адекв/Еадекв-
Расчетные значения критерия Фи -
шера (табл. 24) определяют по формуле
FR -- Иадекв/^воспр-
В случае, если выбранная модель не -
адекватна, необходимо использовать
модели других видов.
Определение ошибок па-
раллельных опытов. Каж-
дый эксперимент содержит эле-
мент неопределенности вследствие ог-
раниченности экспериментального ма-
териала. Постановка повторных (или

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ 235
23. Критические точки распределения Кохрена
при уровне значимости а — 0,05
/	F						
	1	2	3	4	5	6	7
2	0,9985	0,9750	0,9392	0,9057	0,8772	0,8534	0,8332
3	9669	8779	7977	7457	7071	6771	6520
4	9065	7679	6841	6287	5895	0,5598	5365
5	0,8412	О;6338	0,5981	0,5440	0,5063	4783	0,4564
6	7808	6161	5321	4803	4447	4184	3980
7	7271	5612	4800	4307	3974	3726	3535
8	0,6798	0,5157	0,4377	0,3910	0,3595	0,3362	0,3185
9	6385	4775	4027	3584	3286	3067	2901
10	6020	4450	3733	3311	3029	2823	2666
12	0,5410	0,3924	0,3624	0,2880	0,2624	0,2439	0,2299
15	4709	3346	2758	2419	2195	2034	1911
20	3894	2705	2205	1921	1735	1602	1501
24	0,3434	0,2354	0,1907	0,1656	0,1493	0,1374	0,1286
30	2929	1980	1593	1377	1237	1137	1061
40	2370	1576	1259	1082	0968	0887	0827
60	0,1737	0,1131	0,0895	0,0765	0,0682	0,0623	0,0583
120	0998	0632	0495	0419	0371	0337	0312
	0000	0000	0000	0000	0000	0000	0000
П р и нятые обозначения: F — число степеней свободы- I —
число выборок.	А ’
24. Значения /^-критерия при 5 %-ном уровне значимости
р					•^адекв				
гвоспр	1	2	3	4	5	6	12 ’	24	со ’
1 2 3 4 5 6 7’ 8 9 10 И 12 13 14 15 16 17 18 19 20 22 24 26 28 30 40 60 120 240	164,4 18,5 10,1 7,7 6,6 6,0 5,5 5,3 5,1 5,0 4,8 4,8 4,7 4,6 4,5 4,5 4,5 4,4 4,4 4,4 4,3 4,3 4,2 4,2 4,2 4,1 4,0 3,9 3,8 6,6	199,5 19,2 9,6 6,9 5,8 5,1 4,7 4,5 4,3 4,1 4,0 3,9 3,8 3,7 3,7 . 3,6 3,6 3,6 3,5 3,5 3,4 3,4 3,4 3,3 3,3 3,2 3,2 3,1 3,0 4,6	215,7 19,2 9,3 6,6 5,4 4,8 4,4 4,1 3,9 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,3 3,2 3,2 3,2 3,1 3,1 3,1 3,0 3,0 3,0 2,9 2,9 2,8 2,7 2,6 3,8	224,6 19,3 9,1 6,4 5,2 4,5 4,1 3,8 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3,1 3,0 3,0 2,9 2,9 2,9 2,8 2,8 2,7 2,7 2,7 2,6 2,5 2,5 2,4 3,3	230,2 19,3 9,0 6,3 5,1 4,4 4,0 3,7 3,5 3,3 3,2 3,1 3,0 3,0 2,9 2,9 2,8 2,8 2,7 2,7 2,7 2,6 2,6 2,6 2,5 2,5 2,4 2,3 2,2 3,0	234,0 19,3 8,9 6,2 5,0 4,3 3,9 3,6 3,4 3,2 3,1 3,0 ' 2,9 2,9 2,8 2,7 2,7 2,7 2,6 2,6 2,6 2,-5 2,5 ' 2,4 2,4 2,3 2,3 2,2 2,1 2,8	244,9 19,4 8,7 5,9 4,7 4,0 3,6 3,3 3,1 2,9 2,8 2,7 2,6 2,5 2,5 2,4 2,4 2,3 2,3 2,3 2,2 2,2 2,2 2,1 2,1 2,0 1,9 1,8 1,8 2,2	249,0 19,4 8,6 5,8 4,5 3,8 3,4 3,1 2,9 2,7 2,6 2,5 2,4 2,3 2,3 2,2 2,2 2,1 2,1 2,1 2,0 2,0 2,0 1,9 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,8	254,3 19,5 8,5 5,6 4,4 3,7 3,2 2,9 2,7 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2,1 2,0 2,0 1,9 1,9 1,9 1,9 1,7 1,7 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,0 1,0

236
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
25. Результаты эксперимента
№ опыта
1	2	3	... N
параллельных) опытов не дает пол-
ностью совпадающих результатов, по-
тому что всегда существует ошибка
опыта (ошибка воспроизводимости).
Эту ошибку можно оценить по парал-
лельным опытам. Для этого опыт вос-
производится по возможности в оди-
наковых условиях несколько раз и
затем берется среднее арифметическое
всех результатов.
Пусть имеются результаты по N
опытам. Для каждого опыта прово-
дили R повторных экспериментов.
Результаты сведены в табл. 25.
Для каждого опыта
R
1=1
Отклонение результата любого опыта
от среднего арифметического можно
представить как разность yij — у j,
где yij — результаты отдельного
опыта.
Для определения этой изменчивости
чаще всего используют дисперсию
R
S2i =	“ ^-)2’ ! = 1+N-
1 = 1
Каждое измерение, полученное в па-
раллельных опытах, может оказаться
«грубой ошибкой», которую нужно
исключить.
Для проверки каждого элемента
вычисляют
i = 14-/?; FT = 7? — 2.
Сравним вычисленные значения кри-
терия Стьюдента TRi j с табличным
ТТ (FT, аТ), где аТ (табл. 26) —
уровень значимости проверки гипотез
(обычно аТ = 0,05 или 0,01). Если
TRij<.TT (FT, аТ), то элемент
достоверен.
Если это не так, то данный элемент
матрицы характеризуется большой по-
грешностью измерения и должен быть
отброшен. «Пустые» места в столбце
матрицы можно заполнить следующим
образом: найдем закон распределения
для yi±, ..., унц проверяемого столбца;
среди этих ytj нет «грубых» измерений.
Получим
Ущ Уг2’ * ’ ” УгД’
Pl, Р2, •••> Рп-
Обозначим через R непрерывную
случайную величину, распределенную
в интервале (0, 1), а через rj (j = 1,
2, ...) — ее возможные значения, т. е.
случайные числа. Разобьем интервал
0 R < 1 на оси точками с коорди-
натами Pi,Pi + Р%, • ••, Pi+ Р2+--F
+ рп^ на п частичных интервалов
Aj... Ап. Длина Л1=р1 —0 = Pi;
^2 “ (pl 4“ р2) Pl ~ Pz, Ап — 1 —
— (Pl + р2 + ° • • + Рп-l) = Рп-
Если каждому случайному числу
0 rj < 1, которое попало в интер-
вал А/, поставить в соответствие воз-
можное значение х^, разыгрываемая
величина будет иметь заданный закон
распределения:
X (хх, х2, хпу,
Р (ръ р2, ..., Рп,)-
Таким образом мы можем заполнить
«пустые» места в столбце матрицы.
Затем опять надо проверить ошибки,
исключить недостоверные элементы и
повторить процедуру.
Пример. Построение моде-
ли технологической опе-
рации с использованием
регрессионного анализа.
Прежде чем приступить к проведению
эксперимента по моделированию опе-
рации обработки детали на выбранной
позиции АЛ, необходимо установить
оптимальные уровни варьирования
факторов. Целесообразно за верхний
уровень варьирования факторов при-

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
237
26. Критические точки распределения Стьюдента
Число степе- ней свободы	Уровень значимости (двусторонняя критическая область)					
	0,10	0,05	0,02	0,012	0,002	0,001
1	6,31	12,7	31,82	63,7	318,3	637,0
2	2,92	4,30	6,97	9,92	22,33	31,6
3	2,35	3,18	4,54	5,84	10,22	12,9
4	2,13	2,78	3,75	4,60	7,17	8,61
5	2,01	2,57	3,37	4,03	5,89	6,86
6	1,94	2,45	3,14	3,71	5,21	5,96
7	1,89	2,36	3,00	3,50	4,79	5,40
8 '	1,86	2,31	2,90	3,36	4,50	5,04
9	1,83	2,26	2,82	3,25	4,30	4,78
10	1,81	2,23	2,76	3,17	4,14	4,59
И	1,80	2,20	2,72	3,11	4,03	4,44
12	1,78	2,18	2,68	3,05	3,93	4,32
13	1,77	2,16	2,65	3,01	3,85	4,22
14	1,76	2,14	2,62	2,98	3,79	4,14
15	1,75	2,13	2,60	2,95	3,73	4,07
16	1,75	2,12	2,58	2,92	3,69	4,01
17	1,74	2,11	2,57	2,90	3,65	3,96
18	1,73	2,10	2,55	2,88	3,61	3,92
19	1,73	2,09	2,54	2,86	3,58	3,88
20 .	1,73	2,09	2,53	2,85	3,55	3,85
21	1,72	2,08	2,52	2,83	3,53	3,82
22	1,72	2,07	2,51	2,82	3,51	3,79
23	1,71	2,07	2,50	2,81	3,49	3,77
24	1,71	2,06	2,49	2,80	3,47	3,74
25	1,71	2,06	2,49	2,79	3,45	3,72
26	1,71	2,06	2,48	2,78	3,44	3,71
27	1,71	2,05	2,47	2,77	3,42	3,69
28	1,70	2,05	2,46	2,76	3,40	3,66
29	1,70	2,05	2,46	2,76	3,40	3,68
30	1,70	2,04	2,46	2,75	3,39	3,65
40	1,68	2,02	2,42	2,70	3,31	3,55
60	1,67	2,00	2,39	2,66	3,23	3,46
120 	>	1,66	1,98	2,36	2,62	3,17	3,37
Число степе- ней	0,05	0,025	0,01	0,005	0,001	0,0005
						
						
сво- боды	Уровень значимости а (односторонняя критическая область)					
нимать действительные значения фак-
торов процесса. Так, у исследуемого
станка были измерены следующие зна-
чения факторов: люфт пиноли задней
бабки 0,40 мм; биение заднего центра
станка 0,08 мм; биение переднего
центра 0,16 мм; несоосность центров
станка 0,20 мм [14].
Полученные значения факторов при-
мем за верхний уровень при проведе-
нии эксперимента.
Для установления нижних уровней
определим возможность уменьшения
значения каждого фактора путем под-
тягивания подшипников, установки до-
полнительных прокладок, настройки
инструмента и т. д.
В результате анализа операции было
выявлено, что не вызывает сложности
установка следующих минимальных
значений каждого фактора:	—
= 0,06 мм; и2 ~ 0,04 мм; и3 = 0,06 мм;
= 0,015 мм. Эти значения прини-
маем за нижний уровень. Возможно,
что в процессе исследований варьиро-
вание по уровням для отдельного фак-
тора представляет собой значительную
сложность и трудоемкость. В таком
случае не обязательно предварительно
устанавливать значения нижнего уров-
ня варьирования, а сам опыт с нижним
уровнем данного фактора можно про-
вести последним, при этом следует
уменьшить по возможности значения
данного фактора, выполнив это с ми-
нимальными затратами времени. Для

238
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
проведения экспериментов составляем
матрицу планирования 24.
Факторы и уровни их варьирования
представлены ниже.
Факторы
Верхний
уровень
Нижний
уровень
Wi и2
0,40	0,08
и3
0,16	0,20
0,06	0,04	0,06	0,015
При контроле обработанной детали
важным является правильность бази-
рования ее в контрольном приспособ-
лении.
В нашем случае замеры биения об-
работанного диаметра детали проводи-
лись в центрах на оправке индикатором
с ценой деления 0,002 мм. Для про-
верки основных предпосылок при про-
можным, поэтому целесообразно пред-
положить, что данная модель может
быть описана уравнением первой сте-
пени типа
у = bQ + bttit + b2u2 + Ь3и3 +
+ Ь^щ + b12u±u2 + Ь13и±и3 +
+ ^14W1W4 + b23ll2Us + Z?24W2^4
+ b34w3w4 + b123uLu2u3 +
Ь^3ДЛ.Ц13и^	^124^1^2^4
Ч- ^234^2^3^4	^1234^1^2^3^4-
В случае получения неадекватного
уравнения переходим к ротатабель-
ному планированию второго порядка
путем постановки дополнительных опы-
тов. Результаты эксперимента этих
опытов представлены ниже.
№ опыта........................ 1	2
Значение выходного параметра 0,150 0,111
№ опыта........................ 9	10
Значение выходного параметра 0,141 0,103
3	4	5	6	7	8
0,142	0,101	0,123	0,09	0,1 15	0,08
11	12	13	14	15	16
0,131	0,096	0,1 19	0,086	0,098	0,081
ведении регрессионного анализа, т. е.
проверки нормальности распределения
случайной величины и равенства .дис-
персий этих случайных величин, были
поставлены серии опытов. Первый
опыт включал 120 наблюдений.
По результатам этого опыта опреде-
лялось необходимое число наблюдений,
характеризующих получение репрезен-
тативной выборки:
п = ц2о2/Л2 —
= 1,642-0,0252/0,012 = 16,81,
где и2 — коэффициент, характеризу-
ющий заданную степень надежности;
Л — допустимое отклонение.
Следовательно, в каждом опыте
должно быть не менее 17 наблюдений.
Затем была проведена серия из
16 опытов с числом наблюдений 18,
по результатам которых оценивалась
однородность дисперсий согласно кри-
терию Кохрена: GR = 0,16; GT —
= 0,17; GR<GT.
Следовательно, дисперсии однородны
и можно проводить регрессионный
анализ согласно запланированной ма-
трице.
Предсказать вид уравнения, описы-
вающего модель данной .операции,
практически не представляется воз-
В результате расчета на ЭВМ полу-
чаем уравнение в условных перемен-
ных:
у = 0,1108 + 0,01654^+
-ф- 0,0046^ + 0,011н3~ф 0,004t/4 +
-ф- 0,00125н4и2 ~ф* 0,0026^^3
+ 0,00112^4 — 0,0002^3 —
— 0,0007н2н4 + 0,000 12н3и4 —
— 0,001 \2Ьиги2и3 — 0,00025^3^ —
— 0,001 [щщгц + 0,0009w2w3w4.
Осуществим проверку адекватности
полученной модели по критерию Фи-
шера, согласно которому уравнение
адекватно, если FR FT:
S2
FR = о»Д,еК<- = 3,07 <FT = 3,8.
S2 {У}
Следовательно, с доверительностью
95 % можно считать полученное урав-
нение адекватным.
Перейдем от условных переменных
к действительным: иг = 5,88х4 — 1,35;
и2 = 50х2 — 3,0; и3 = 20х3 — 2,2;
— 10,81х4 — 1,16.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ
239
Уравнение примет вид у =
- 0,06492+ 0,0337*t + 0,0746*2 +
+ 0,1319*3 — 0,00043*4 + 0,3675*х*2 +
+ О,ЗО6*Х*3 + 0,0715*х*4 + 0,409*2*4+
+ 0,25*2*3 + 0,027*3*4.
Для практических целей после от-
броса незначащих факторов получим
уравнение у = 0,065 + 0,034*х +
+ 0,075*2+ 0,13*3 + 0,3675*х*2 +
+ 0,306*3*3 + 0,409*2*4 + 0,25*2*з,
на основании которого можно, зада-
ваясь различными числовыми значе-
ниями факторов, выбрать такой план
воздействия на операцию, который
позволит обеспечить заданное значе-
ние у с минимальными затратами'
денежных средств или с минимальной
трудоемкостью ремонтно-наладочных
работ.
Таким образом, рассмотренная ме-
тодика, основанная на применении
дисперсионного анализа и теории пла-
нирования эксперимента, позволяет по
минимально возможному числу заме-
ров в производственных условиях оп-
ределить доминирующие факторы,
влияющие на точность обработки де-
талей, и классифицировать эти фак-
торы по степени их влияния на сум-
марную погрешность. Получаемая в
итоге математическая модель иссле-
дуемой технологической операции дает
возможность оценить влияние изме-
нения каждого из факторов на умень-
шение суммарной погрешности, т. е.
позволяет определить экономически
эффективный вариант обеспечения за-
данного чертежом качества обработки
детали.
Составленная программа для ЭВМ
позволяет выполнить все необходимые
расчеты, связанные с дисперсионным
анализом операций технологического
процесса (при числе факторов &	10)
и построением статистической модели
операции, а также с оценкой затрат
на изменение факторов, оказывающих
главное влияние на погрешность об-
работки детали (подналадка, ремонт
станка, повышение качества инстру-
мента, стабильности припуска и т. д.).
Для повышения уровня автомати-
зации АСУ КП необходимы разработка
и применение в производственных ус-
ловиях надежных технических средств
диагностики основных параметров тех-
нологических процессов изготовления
продукции на АЛ и станочного обо -
рудования, разработка необходимого
комплекта датчиков, приборов, изме-
рительных устройств, позволяющих
автоматизировать сбор исходной ин-
формации для управления качеством
продукции в массовом и крупносерий-
ном производстве.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Автоматизация процессов обработки
деталей серийного производства на основе
агрегатирования оборудования/А. И. Да-
щенко, Е. Д. Зайденберг, И. И. Ламин,
В. А. Пыхтин. — В кн.: Новые процессы
изготовления деталей и сборки автомоби-
лей. М.: МАМИ, 1978, вып. 1, 217 — 239 с.
2.	Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Гра-
новский Ю. Б. Планирование экспери-
мента при поиске оптимальных условий.
М.: Наука, 1976. 279 с.
3.	Берсеньев В. Л., Деменьбев В. Т.,
Гимади Э. X. Экстремальные задачи стан-
дартизации. Новосибирск: Наука, 1978.
335 с.
4.	Вагнер Г. Основы исследования опе-
раций.- М.: Мир, т. 1, 1972, 335 с; т. 2,
1972, 486 с, т. 3, 1973. 501 с.
5.	Вознесенский В. А., Ковальчук А. Ф.
Принятие решений по статистическим мо-
делям. М.: Статистика, 1978. 216 с.
6.	Дащенко А. И. Агрегатирование и
целенаправленный выбор параметров —
основа создания высокоэффективных ма-
шин-автоматов и систем машин. — В кн.:
Проблемные вопросы автоматизации ма-
шиностроительного производства. София:
1979, 327—347 с.
7.	Дащенко А. И., Кац Г. Б., Анти-
пенко В. С. Применение статистических
методов для оптимизации параметрических
рядов агрегатов технологического обору-
дования. — В кн.: Автоматизация процес-
сов точной и отделочной обработки в ма-
шиностроении. М.: Наука, 1975, 66— 76 с.
8.	Дащенко А. И., Ламин И. И.
Остроухое В. П. Типаж узлов для агрега-
тирования сборочного оборудования авто-
мобильной промышленности. — В кн.:
Комплексная механизация и автоматиза-
ция основного и вспомогательного произ-
водства. М.: МДНТП им. Дзержинского,
1981, с. 150— 156.
9.	Дащенко А. И. Теоретические во-
просы агрегатирования сборочного обору-
дования с оптимальной концентрацией
операций. Женева. Европейская экономи-
ческая комиссия ООН, 1981. 12 с.
10.	Кендалл Дж., Стьюарт А. Много-
мерный статистический анализ и временные
ряды/Пер. с англ. М.: Наука, 1976. 736 с.
11.	Корбут А. А., Финкельштейн Ю. Ю.
Дискретное программирование. М.: Наука,
1969. 300 с.
12.	Лившиц Б. С., Фидлин Я. Б.
Системы массового обслуживания с ко-
нечным числом источников требований.
М.: Советское радио, 1968. 1 14 с.
13.	Общемашиностроительные норма-
тивы времени на обслуживание автомати-
ческих линий- М-: ЦБНТИ, 1973. 214 с.

240
МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ
14.	Оптимальное управление точностью
обработки деталей в условиях функцио-
нирования АСУ/Г. Н. Алексеева, А М. Ва-
сильев, А. И. Дащенко и др. М.: Машино-
строение, 1981. 254 с.
15.	Петрокас Л. В. Производитель-
ность машин-автоматов и синтез их схем.
М.: МИХМ, 1979. 80 с.
16.	Прабху Н. Методы теории массо-
вого обслуживания и управления запа-
сами М.: Машиностроение, 1969. 356 с.
17.	Хальд А. Математическая статика
с техническими приложениями/Пер. с англ.
М.: изд-во иностр, лит., 1956. 664 с.
18.	Хартман К., Лецкий Э., Шефер Ф.
Планирование эксперимента в исследо-
вании технологических процессов/Пер.
с нем. М.: Мир, 1977. 617 с.
19.	Химмельблау Д. Анализ процессов
статистическими методами/Пер. с англ. М.:
Мир, 1973. 60 с.
20.	Хьютсон А. Дисперсионный ана-
лиз/Пер. с англ. М.: Статистика, 1971.
85 с.
21.	Чуев Ю. В., Спехова Г. П. Техни-
ческие задачи исследования операций.
М.: Советское радио, 1971. 241 с.
22.	Юдин Д. Б., Гольдштейн Е. Г.
Линейное программирование. Теория,
методы и приложения. М.: Наука, 1969.
424 ч.

Глава?. ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
ПРОГРАММА И МЕТОДИКА
ИСПЫТАНИЙ
Приемо-сдаточные испытания АЛ от-
носятся к контрольным испытаниям
и проводятся с целью проверки соот-
ветствия фактических показателей зна-
чениям, указанным в технической до-
кументации. Порядок проведения при-
емо-сдаточных испытаний определяет-
ся программой и методикой испытаний,
которая составляется для каждой ли-
нии или параметрической группы ли-
ний (см. гл. 2).
При проведении испытаний прово-
дится проверка соответствия надеж-
ности, производительности и точности
выполнения технологических операций
требованиям, установленным техниче-
ским заданием и другими согласован-
ными документами, а также требова-
ниям безопасности по ГОСТ
12.2.009—80.
Приемо-сдаточные испытания АЛ
проводятся в два этапа: 1) у изгото-
вителя; 2) у заказчика.
Приемо-сдаточные испытания линий
у изготовителя, как правило, предва-
рительные. Монтаж, отладка и окон-
чательные приемо-сдаточные испыта-
ния линий проводятся у заказчика
(потребителя) по дополнительному со-
глашению, заключаемому между из-
готовителем и потребителем.
До испытаний АЛ должна быть об-
катана на холостом ходу, должны
быть проведены все работы, необходи-
мые для приведения линии в состояние
готовности к испытаниям.
Подготовка АЛ к испытаниям в об-
щем случае включает:
внешний осмотр линии, устранение
утечек масла из механизмов и соеди-
нений гидропривода и смазочной си-
стемы;
проверку наличия и правильности
установки ограждений и других за-
щитных элементов конструкции;
проверку технологического обору-
дования (станков) линии на соответ-
ствие нормам точности;
проверку точности монтажа линии;
опробование действия всех механиз-
мов и узлов линии в режиме «На-
ладка»;
проверку взаимодействия всех ме-
ханизмов и узлов линии в режиме
«Автомат» («Полуавтомат»);
проверку сопротивления изоляции
электрооборудования, а также испы-
тание его на пробой током промышлен-
ной частоты повышенного напряже-
ния;
обкатку линии на холостом ходу в те-
чение одной смены;
пробную работу линии с выполне-
нием всех заданных технологических
операций и переходов.
При обнаружении каких-либо де-
фектов принимают меры к их устра-
нению.
Линия считается подготовленной к
испытаниям при условии, что за время
обкатки на холостом ходу число от-
казов не превысило указанного в тех-
нической документации; точность мон-
тажа линии и точность технологиче-
ского оборудования (станков) соответ-
ствуют внутризаводским приемо-сда-
точным нормам по действующим тех-
ническим условиям; точность выпол-
нения технологических операций со-
ответствует требованиям чертежа.
Подготовленную к испытаниям АЛ
предъявляют комиссии, состав которой
определяется приказом по заводу-из-
готовителю. Комиссии представляют
договор на поставку АЛ, техническое
задание и другие согласованные с за-
казчиком документы, а также комплект
эксплуатационных документов. Комис-
сии представляют также предъяви-
тельскую записку, сертификаты ОТК
заказчика на заготовки, инструменты
и контрольно-измерительные приборы,
поставленные заказчиком; карты опре-
деления точности выполнения техно-
логических операций (обработки де-
талей) на линии; карты измерений гео-
метрической точности приспособлений
и механизмов, если они предусмотрены
конструкторской документацией.

242
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
Ознакомившись с предъявленными
документами, комиссия приступает к
испытаниям линии.
Испытания АЛ у изготовителя.
Приемо-сдаточные - испытания вклю-
чают проверку укомплектованности ли-
нии; проверку соответствия линии
требованиям безопасности; выбороч-
ный контроль точности и качества
изготовления и сборки отдельных уз-
лов линии; выборочный контроль без-
отказности работы отдельных узлов
линии; испытания линии на холостом
ходу и в работе с выполнением всех
предусмотренных технологических
операций.
Проверка укомплектованности ли-
нии заключается в определении соот-
ветствия номенклатуры оборудования
и его планировки техническому зада-
нию и другим согласованным доку-
ментам.
Контроль точности и качества изго-
товления и сборки отдельных узлов
линии заключается в выполнении от-
дельных замеров параметров узлов
и деталей, от которых зависит надеж-
ность оборудования, а также в вы-
борочной проверке геометрической точ-
ности технологического оборудования
(станков) и точности монтажа линии
(после испытания линии в работе).
Проверка проводится по внутризавод-
ским приемно-сдаточным нормам точ-
ности; методика проверки — по дей-
ствующим техническим условиям.
Безотказность работы узлов линии
проверяют по их срабатыванию при
включении всех имеющихся оператив-
ных, наладочных и аварийных кно-
пок и переключателей, а также по сра-
батыванию всех блокировок, преду-
смотренных схемой управления, сиг-
нальных и контрольно-измерительных
устройств.
Проверка срабатывания проводится
путем 10-кратного включения меха-
низмов, блокировок и устройств, при
этом ни одного несрабатывания не
должно произойти. Если это условие
не соблюдается, необходимо выявить
и устранить причину и повторить
испытание.
Испытание АЛ на холо-
стом ходу проводится в течение
трех смен (или более) с подключением
всех устройств (для линий механиче-
ской обработки — с полностью загру-
женной заготовками транспортной си-
стемой и снятым режущим инструмен-
том).
В процессе испытания комиссией
проверяется: нет ли утечек масла
в соединениях труб, из-под шпинде-
лей, крышек, фланцев, гидравличе-
ских панелей, по штокам гидроцилин-
дров; нет ли резкого шума, вибраций
трубопроводов, а также работает ли
система смазки механизмов; кроме
того, проверяются соответствие дли-
тельности цикла линии, вспомога-
тельного времени и машинного вре-
мени лимитирующей позиции (станка)
значениям, указанным в циклограмме
работы линии (проверка проводится
на пяти рабочих циклах в начале и
в конце испытания); соответствие про-
ектному значению давления масла
в гидросистеме (по манометрам, уста- •
новленным на гидростанциях); тем-
пература масла в гидросистеме, ко-
торая должна быть не выше указан-
ной в конструкторской документации
(измерение проводится в начале и
в конце испытаний); шумовые харак-
теристики (для линии механической
обработки — по ОСТ2 Н89-40—75), а
также надежность оборудования линии
(для линий механической обработки
без режущих инструментов). Значе-
ние коэффициента готовности обору-
дования, число циклов работы линии
и число отказов за время испытания
должны соответствовать значениям,
указанным в документации.
Испытание АЛ в работе
с выполнением технологических опе-
раций (обработкой заготовок) прово-
дится обычно в течение 3 ч с подклю-
чением всех устройств. За время испы-
тания линия должна обеспечить тех-
ническую производительность.
В процессе испытания комиссией
проверяется:
работоспособность приборов для на-
стройки технологического оборудова-
ния и инструментов (наладчики из-
готовителя должны в присутствии ко-
миссии выборочно настроить с помощью
приборов технологическое оборудова-
ние и инструменты);
сход стружки или других отходов
и отсутствие попадания их и СОХ
на электро-, гидро- и пневмоаппараты;

ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ
243
соответствие проектному значению
давления масла в гидросистеме;
соответствие фактической длитель-
ности цикла, вспомогательного вре-
мени и машинного времени лимити-
рующей позиции (станка) значениям,
указанным в циклограмме работы ли-
нии (проверка проводится на пяти
циклах в начале и в конце испы-
тания);
точность выполнения технологиче-
ских операций (обработки деталей)
на соответствие требованиям чертежа.
Количество проверяемых изделий (де-
талей) и параметры, подлежащие про-
верке, устанавливаются комиссией.
Результаты испытаний заносятся в
протокол приемо-сдаточных испытаний
и оформляются актом приемки ли-
нии.
Число обслуживающего персонала
при проведении испытаний должно
соответствовать указанному в кон-
структорской документации. Присут-
ствие посторонних лиц при испыта-
ниях не допускается. Для устранения
возникших при испытании линии от-
казов могут привлекаться слесари и
электрики.
Для оценки надежности и произ-
водительности линии важное значение
имеет получение во время испытания
объективных исходных данных о числе
отказов и времени их устранения.
Для регистрации работы линий исполь-
зуют самопишущие приборы типа от-
метчиков времени или самопишущие
ампервольтметры [9].
При испытании линий для сбора
статистических данных используются
лист наблюдений и лента самопишу-
щего прибора (см. гл. 3).
При скорости движения ленты
600 мм/ч обеспечивается регистрация
кратковременных (0,1 мин и менее)
остановов и удобство чтения графика
работы линии с достаточной точностью
(1 мм =0,1 мин). • Обработка ленты
прибора сводится к измерению интерва-
лов или подсчету числа циклов без-
отказной работы и интервалов про-
стоя линии.
Причины простоев и характер отка-
зов регистрируются членами комис-
сии. Все причины простоев линий
можно разбить на четыре вида (см.
гл. 3): из-за отказов оборудования;
из-за отказов режущего или другого
исполнительного инструмента; из-за
необходимости проведения техниче-
ского обслуживания линии; из-за при-
чин организационного характера.
В последние годы в АЛ взамен элек-
трических релейно-контактных при-
меняют электронные системы управ-
ления, построенные на базе программи-
руемых контроллеров. При испытании
таких линий для регистрации работы
и простоев используются их системы
управления, имеющие программы диаг-
ностики и способные собирать, об-
рабатывать и выводить на экран или
печать необходимые статистические
данные.
Испытание АЛ у заказчика. Все
работы по подготовке к испытаниям
и сдаче линии в эксплуатацию у за-
казчика выполняются совместно из-
готовителем и заказчиком на основании
соглашения, заключаемого между ни-
ми. Испытание линии проводится ко-
миссией, состав которой определяется
приказом руководителя заказчика.
При испытании линия должна про-
работать установленное число смен,
при этом должны быть обеспечены тех-
ническая производительность и задан-
ная точность выполнения технологи-
ческих операций, предусмотренные
техническим заданием и другими согла-
сованными документами.
Режим работы линии в период испы-
тания должен соответствовать утвер-
жденной программе и методике испы-
таний, число обслуживающего пер-
сонала — требованиям конструктор-
ской документации.
Обязанности обслуживающего пер-
сонала излагаются в инструкции по
эксплуатации, являющейся частью ру-
ководства по эксплуатации. При испы-
тании линии проводится внешний
осмотр; контроль надежности и произ-
водительности; контроль точности вы-
полнения технологических операций
(обработки деталей).
При внешнем осмотре проверяют,
нет ли утечек масла из гидросистемы,
смазочной системы, из-под шпинделей,
крышек, фланцев, а также давление и
температуру масла гидросистемы, зна-
чения которых должны быть не выше
установленных в технической доку-
ментации.

244
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
Контроль надежности и производи-
тельности заключается в проверке
соответствия фактических значений по-
казателей указанным в технической
документации. Методы контроля этих
показателей приведены ниже.
При испытании линий проектная
производительность и проектный ко-
эффициент использования не контро-
лируются, так как они определяются
с учетом возможных (допустимых) по-
терь времени по организационным при-
чинам и приводятся в технической
документации в качестве справочных
данных, определяющих реальные воз-
можности линии в реальных условиях
эксплуатации.
Контроль точности выполнения тех-
нологических операций (обработки де-
талей) заключается в проверке на
соответствие их требованиям чертежа.
Количество проверяемых изделий (де-
талей) и контролируемые параметры
устанавливаются комиссией.
Результаты приемо-сдаточных ис-
пытаний оформляются протоколом ис-
пытаний и актом приемки линии.
Для отладки и проведения первого
этапа испытаний линии заказчик обя-
зан выслать изготовителю в сроки,
предусмотренные договором, заготовки
обрабатываемой детали, подготовлен-
ные к обработке на линии, в коли-
честве, обеспечивающем пятичасовую
номинальную производительность ли-
нии, определенную техническим за-
данием или другими согласованными
документами. Заготовки должны иметь
сертификаты ОТК заказчика,'подтвер-
ждающие соответствие их требова-
ниям, указанным в чертеже обра-
ботки.
Взаимное расположение узлов стан-
ков, входящих в линию, монтаж стан-
ков и узлов в линии проверяются на
соответствие действующим у изготови-
теля техническим условиям. Общие
условия испытания станочных линий
на точность приведены в ГОСТ 8—77.
Номенклатура, схемы и методы про-
верок устанавливаются разработчиком
и указываются в эксплуатационной
документации.
Проверка линий на геометрическую
точность проводится по ужесточенным
внутрисдаточным нормам. Для ста-
ночных линий ужесточение установ-
лено в пределах 40 % нормы точно-
сти.
Контроль надежности и производи-
тельности проводится путем сравнения
расчетных (проектных) значений по-
казателей с фактическими значениями,
полученными в процессе приемо-сда-
точных испытаний.
При приемо-сдаточных испытаниях
линий на заводе-изготовителе, как
правило, имеется ограниченное (на
2—3 ч работы) количество заготовок.
Поэтому надежность проверяется при
работе линии на холостом ходу. В этих
условиях наиболее целесообразно при-
менять метод последовательного ана-
лиза, позволяющий за сравнительно
короткое время (две-три смены) при-
нять решение о возможности отгрузки
линии заказчику. При этом не опре-
деляется действительное значение про-
веряемого показателя, а устанавли-
вается только факт соответствия или
несоответствия значения проверяемого
параметра заданному (расчетному)
уровню.
При приемо-сдаточных испытаниях
на заводе-потребителе определяют ис-
тинное значение показателей надеж-
ности и производительности по полу-
ченным статистическим данным. При
этом пользуются методами определе-
ния точечных оценок проверяемых
показателей или их доверительных
границ при заданном уровне достовер-
ности. Для получения оценок с доста-
точной точностью и достоверностью
время испытания должно быть 5—
10 рабочих смен.
Методы контроля надежности и про-
изводительности АЛ сблокированного
исполнения (с жесткой связью) из-
ложены ниже. Эти же методы могут
быть использованы для контроля на-
дежности и производительности от-
дельных участков или единиц тех-
нологического оборудования, установ-
ленных между накопителями задела
в несинхронных АЛ или комплексных
системах с гибкой связью. Оценка
производительности при испытании не-
синхронных линий и систем прово-
дится по результатам выпуска продук-
ции с последней технологической еди-
ницы оборудования (станка, машины,
сблокированного участка).

ОЦЕНКА БЕЗОТКАЗНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ АЛ
245
оценка безотказности
ОБОРУДОВАНИЯ АЛ ПО
МЕТОДУ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО АНАЛИЗА
РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
Оценка безотказности по методу по-
следовательного анализа проводится,
как правило, при испытании линий на
холостом ходу, т. е. без обработки
деталей или выполнения других тех-
нологических операций. Метод позво-
ляет за короткое время установить,
соответствует ли фактическое значе-
ние безотказности (наработка на от-
каз) линии заданному уровню. Это
время для станочных линий средней
сложности, как показывает практика,
не превышает двух-трех смен. При та-
ких испытаниях устанавливают не
действительное значение показателей
безотказности, а лишь тот факт, что
линия в отношении безотказности со-
ответствует предъявляемым к ней тре-
бованиям. Метод позволяет в любой
момент испытания обосновать одно
из трех решений: 1) принять АЛ;
2) забраковать ее; 3) продолжать
испытания АЛ.
При условии, что по уровню без-
отказности испытуемая АЛ намного
лучше или намного хуже заданного
минимума, решение достигается весьма
быстро. Если в соответствии с реше-
нием 1 линия принимается, точное
значение наработки на отказ превы-
шает заданный минимум. Если же
принято решение 2 о браковке, то
истинное значение показателя меньше
заданного.
Продолжительность испытания за-
висит от появления отказов в процессе
испытания. Для устранения этого не-
достатка применяют «усеченные» ис-
пытания. При таких испытаниях за-
ранее устанавливают, что максималь-
ное время испытания не должно пре-
вышать определенной суммарной на-
работки. Если по истечении заданного
времени не вынесено определенного
решения, испытания прекращаются,
и решение о приемке или браковке
выносится на основании анализа по-
лученной информации.
Известны расчетный, графический и
табличный методы анализа [1, 5, 9,
/н — суммарная наработка (минуты, циклы-*
10, 12]. Графический метод не требует
проведения повторных вычислений в
процессе испытаний. На рис. 1 пока-
зан пример применения графика для
оценки безотказности при проведении
испытаний линии. Две прямые разде-
ляют поле графика на три области:
приемки (ниже прямой а + bt = п),
браковки (выше прямой с + bt = ri)
и продолжения испытания (между
этими прямыми). Пересечение прямой
а + bt = п с осью абсцисс определяет
минимальное время Zmin, необходимое
для приемки АЛ при п — 0. Точка с
на оси ординат определяет число от-
казов в самом начале испытаний, до-
статочное для принятия решения о бра-
ковке.
Между двумя параллельными пря-
мыми в процессе испытания вычерчи-
вается ступенчатая кривая п (0, со-
ответствующая числу отказов п к-мо-
менту времени t. Ступеньки на этой
линии вычерчиваются в моменты вре-
мени t13 t2, t3 и т. д., т. е. в моменты
возникновения отказов. Как только
линия п (Q пересекается с линией
а + Ы, испытания прекращаются, и
выносится решение о приемке. Точка
пересечения линии п (t) с линией
с 4- bt определяет время прекращения
испытания в связи с браковкой.'Пунк-
тирная прямая bt, проходящая через
начало координат и параллельная
первым двум прямым, позволяет вы-
нести решение при «усеченных» испы-
таниях, если до истечения заранее
оговоренного срока испытаний /н не

1. Суммарная наработка и допустимое число отказов в зависимости от расчетной наработки по отказу АЛ
Расчетная наработка на отказ, циклы	Суммарная наработка	Суммарная наработка, циклы, при допустимом числе отказов										
		0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
	Приемочная	183	259	336	412	488	565	641	717	794	870	946
50	Критическая Браковочная	—	76	153	229 46	305 122	382 199	458 275	534 351	61 1 428	687 504	763 580
	Приемочная Критическая Браковочная	231	327	423	519	615	712	808	904 !	1 000	1 096	1 192
63		—	96	192	289 58	385 154	481 250	577 346	674 М3	770 539	866 635	962 731
	Приемочная Критическая	366	519	671	824	977	1129	1282	1435	1 587	1 740	1 893
100				153	305	458	611	763	916	1069	1 221	1 374	1 577
	Браковочная	—	—	—	92	245	397	550	703	855	1 008	1 161
	Приемочная Критическая Браковочная	458	648	839	1030	1221	1412	1603	1794	1 984	2 175	2 366
125		• —	191	389	573 115	764 306	955 497	1145 687	1336 878	1 527 1 069	1 718 1 260	1 909 1 451
	Приемочная Критическая	659	830	1074	1319	1563	1807	2051	2296	2 540	2 784	3 029
160			244	488	733	977	1222	1466	1710	1 954	2 199	2 443
	Браковочная	—	—	—	147	391	636	880	1124	1 368	1 613	1 857
	Приемочная Критическая	432	1038	1343	1648	1954	2259	2564	2870	3 175	3 480	3 786
200				306	611	916	1222	1527	1832	2138	2 443	2 748	3 054
	Браковочная	—	—	—	184	489	795	1100	1405	1 711	2 016	2 321
	Приемочная Критическая	915	1297	1679	2060	2442	2824	3205	3587	3 964	4 350	4 732
250			382	764	1145	1527	1909	2290	2672	3 054	3 435	3 817
	Браковочная	—	—	—	290	611	993	1375	1756	2 138	2 520	2 902
	Приемочная Критическая	1153	1634	2115	2596	3077	3558	4039	4520	5 001	5 481	5 962
315				481	962	1443	1924	2405	2882	3367	3 848	4 328	4 809
	Браковочная	—	—	—	290	770	1251	1792	2213	2 694	3 175	3 656
	Приемочная Критическая	1464	2075	2686	3296	3907	4518	5129	5739	6 350	6 961	7 571
400			611	1291	1832	2443	3054	3665	4276	4 886	5 497	6 107
	Браковочная	—	— ,	—	368	978	1589	2200	2810	3 421	4 032	4 642'
	Приемочная	1831	2594	3357	4121	4884	'5647	6411	7174	7 937	8 701	9 464
500	Критическая		763	1527	2291	3054	3817	4581	5344	6 107	6 871	7 634
	Браковочная	—	—	—	460	1223	1986	2750	3513	4 276	5 040	‘5 803
	Приемочная Критическая	 2306	3268	4230	5192	6154	7116	8077	9039	10 001	10 964	И 925
630				962	1924	2886	3848	4810	5771	6733	7 695	8 654	9 619
	Браковочная	—	—	—	579	1541	2503	3465	1426	5 388	6 350	7 312
приемо-сдаточные испытания ал

ОЦЕНКА БЕЗОТКАЗНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ АЛ
247
2. Вероятность ошибки при оценке по критическому значению числа циклов
Вероят- ности ошибки	Верхние границы вероятности ошибки при допустимом числе отказов									
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
а 3	0,55 0,30	0,44 0,28	0,38 0,25	0,30 0,23	0,27 0,21	0,24 0,20	0,22 0,18	0,19 0,17	0,18 0,16	0,18 0,15
удается вынести решение о приемке
или браковке. АЛ принимается в том
случае, когда значение п (t) находится
на пунктирной прямой или ниже ее,
и бракуется, когда значение п (t)
выше пунктирной прямой.
График заготавливается заранее, а
в процессе испытания лишь вычерчи-
вается кривая п (f). При построении
графиков могут быть использованы
работы [1, 4, 9, 10].
Применение при испытаниях заранее
составленных таблиц позволяет изба-
виться и от вычерчивания графиков.
Например, при испытаниях станочных
линий применяется табл. 1. Наработка
на отказ выражается здесь в циклах
работы АЛ. Для различных по на-
дежности АЛ в табл. 1 приведены ко-
ординаты трех прямых: приемки (пря-
мая a~\~bt=n), браковки (прямая
с + Ы = п) и средняя, необходимая
при проведении усеченных испытаний.
Решение при «усечении» испытаний
по критическому значению числа цик-
лов наработки принимается в том
случае, когда полученные результаты
не позволяют еще вынести заключение
о надежности, а испытания АЛ прекра-
щаются. При этом вероятность ошибки,
т. е. вероятность забраковать хорошую
линию, не выше а; вероятность при-
нять плохую линию не больше |3, и
она зависит от числа сделанных циклов
и допустимого числа отказов. Верхние
границы ошибок при усечении испыта-
ний приведены в табл. 2.
Для возможности контроля безот-
казности оборудования линии при ис-
пытании ее на холостом ходу в техни-
ческой документации указывается рас-
четное (приемочное) значение нара-
ботки на отказ, а также число циклов,
которое линия должна отработать при
испытании, и допустимых при этом
отказов, Число циклов N опреде-
ляется исходя из длительности испы-
тания, проводимого обычно в течение
трех смен:
М = 480-3-Аг/Гц,
где Гц — время цикла линии, мин;
Аг — коэффициент готовности обору-
дования линии (без режущего инстру-
мента).
Пример. На испытании находится АЛ,
расчетная наработка на отказ (приемочное
значение) которой составляет 100 циклов.
В табл. 1 наработке на отказ 100 циклов
соответствует третья горизонтальная графа
сверху.
Если при испытании линия отработала
не менее 366 циклов и за этот период не
было зарегистрировано ни одного отказа,
выносится решение о прекращении испыта-
ния и о приемке линии. Такое же решение
выносится в случаях, когда линия отра-
ботала не менее 519 циклов при одном от-
казе, 671 цикл при двух отказах и т. д.
(число циклов берется по верхней строчке
третьей горизонтальной графы сверху
в табл. 1).
Если же при испытании линия отра-
ботала не более 92 циклов и при этом за-
регистрировано не менее трех отказов,
выносится решение о прекращени испы-
тания и браковке линии. Такое же реше-
ние выносится и тогда, когда линия отра-
ботает не более 245 циклов при четырех
отказах, 397 циклов при пяти отказах
и т. д. (число циклов' берется по нижней
строчке третьей горизонтальной графы
сверху в табл. 1).
Если же заранее было принято решение
испытание прекратить («усечь») после от-
работки линией 950 циклов, то, если к этому
времени было зарегистрировано не более
шести отказов, выносится решение о
приемке линии. Если же указанная ли-
ния отработала 950 циклов и было заре-
гистрировано более шести отказов, выно-
сится решение о браковке линии. При
этом в соответствии с табл. 2 вероятность
ошибки забраковать хорошую линию не
превышает 0,24; принять плохую — не
больше 0,20.
Метод последовательного анализа
может применяться при испытании
линий под нагрузкой и на холостом
ходу у изготовителя и у заказчика.
По этому методу могут быть построены
планы контроля других показателей

248
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
надежности при испытании линий и
их составных частей. При составлении
таблиц могут быть использованы ра-
боты [4, 5, 9, 10].
При испытании несинхронных линий
(с гибкой связью) метод последова-
тельного анализа может быть исполь-
зован для оценки надежности входя-
щих в их состав единиц технологиче-
ского оборудования (станков).
ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ
НАДЕЖНОСТИ И
ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АЛ
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРИЕМО-
СДАТОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Проверка соответствия фактических
значений показателей надежности и
производительности заданным проек-
том (расчетным) значениям проводится
обычно в процессе приемо-сдаточных
испытаний линии у заказчика после
окончания монтажных и пуско-нала-
дочных работ. При этом проверяются
наработка на отказ, среднее время
восстановления и коэффициент готов-
ности оборудования, коэффициент тех-
нического использования, номиналь-
ная и техническая производительность
линии. Коэффициент использования
(расчетный) и общая производитель-
ность (расчетная) не проверяются, так
как они зависят от уровня потерь
времени (из-за различных организа-
ционных причин), допустимые значения
которых приведены в проекте АЛ в ка-
честве справочных данных.
Во время приемо-сдаточных испы-
таний ведется хронометраж работы
и простоев линии (см. гл. 3). '
Полученные данные позволяют при
испытании (эксплуатации) определить
все основные показатели надежности
и производительности линий [5, 9].
Если полученные при испытании
линии значения показателей надеж-
ности и производительности (нара-
ботка на отказ, коэффициент готов-
ности, коэффициент технического ис-
пользования, номинальная и техниче-
ская производительность) равны или
больше, а значение ремонтопригод-
ности . равно или меньше значений,
указанных в проекте, то линия при-
нимается.
Если полученные при испытании
АЛ значения одного или нескольких
показателей ниже значений, указан-
ных в проекте, проводится анализ
причин простоев линии и связанных
с этим повышенных потерь времени.
При необходимости устраняются вы-
явленные недостатки в линии или
методах ее обслуживания, после чего
линия подлежит повторному испы-
танию.
Полученные в результате испытания
АЛ значения показателей являются
относительно точными оценками не-
известных истинных значений. Точ-
ность их возрастает с увеличением
числа зарегистрированных в процессе
испытаний отказов. Поскольку время
испытаний ограничено, возникает не-
обходимость определения точности и
достоверности (доверительной вероят-
ности) статистической оценки показа-
телей надежности и производительно-
сти линий [9].
Относительная погрешность стати-
стической оценци показателя
6(S) = Zp<y(S)/S, (1)
где р = a (Zp = Zee) Для двусторон-
них границ; р = 2р_! (Zp = Z2^_±) для
односторонних границ.
В табл. 3 приведены значения коэф-
фициентов Za и Z2[3_i в зависимости
от а и р. Используя известные урав-
нения [9], получим доверительные
границы
S = S [1 — 6(S)];
-	(2)
S = S [1 + 6 (S)].
Значения 6 (S) характеризуют точ-
ность, а значения а или Р достовер-
ность статистических оценок показа-
телей. Если известны средние квадра-
тические отклонения a (S*) статисти-
ческих оценок показателей надежно-
сти, то, используя полученные урав-
нения, можно определить доверитель-
ные границы. В этом случае, задавая
значения а или Р, находят по табл. 3
значение Zp, а затем по уравнению
(7) определяют относительную погреш-
ность 6 (S) статистической оценки.
Подставив значение 6 (S) в приведен-
ные уравнения, находят значения ниж-
ней и верхней двусторонних или од-
носторонних доверительных границ.

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АЛ
249
3. Значения коэффициентов
в зависимости от достоверности
статистических оценок а и [3
а (р)		Z2(3— 1	
			\z2(3— 1 /
0,60	0,842	0,253	11,10
0,62	0,878	0,306	8,23
0,64	0,915	0,358	6,55
0,66	0,954	0,412	5,35
0,68	0,994	0,468	4,50
0,70	1,036	0,524	3,91
0,72	1,080	0,583	3,42
0,74	1,126	0,643	3,06
0,76	1,175	0,706	2,76
0,78	1,227	0,772	2,52
0,80	1,282	0,842	2,33
0,82	1,341	0,915	2,16
0,84	1,405	0,994	2,00
0,86	1,476	1,080	1,87
0,88	1,555	1,175	1,75
0,90	1,645	1,282	1,64
0,92	1,751	1,405	1,56
0,94	1,881	1,555	1,46
0,96	2,054	* 1,751	' 1,37
0,98	2,326	2,054	1,28
* Составлена по данным в работе [12].			табл. П1
Формулы, пригодные для определе-
ния как односторонних, так и дву-
сторонних доверительных границ, при-
ведены в табл. 4. В случае односторон-
них границ следует принимать зна-
чение вероятности р = 2₽ — 1, а в
случае двусторонних р = а.
Известно, что всегда Р >> а [9].
Это означает, что при одинаковом
значении погрешностей односторонние
границы могут быть получены с боль-
шей достоверностью, чем двусторон-
ние, или, наоборот, при одинаковом
значении достоверностей односторон-
ние границы дают меньшие значения
погрешностей статистических оценок
показателей надежности.
Все полученные значения являются
в какой-то мере приближенными вслед-
ствие ряда принятых допущений. По-
скольку с ростом зарегистрированного
числа отказов п все эти допущения
становятся более приемлемыми, точ-
ность самих доверительных границ
быстро растет с увеличением длитель-
ности испытаний. Уже при п 30
получаемая точность доверительных
границ является вполне приемлемой.
Малое число событий (отказов) вообще
не позволяет с достаточной точностью
и достоверностью судить об уровне
надежности и производительности АЛ.
Сложность современных автоматиче-
ских станочных линий, стремление
к повышению их производительности
за счет интенсификации работы обору-
дования и инструмента, тяжелые ус-
ловия эксплуатации (воздействие за-
грязненного воздуха, масла, стружки,
эмульсии и т. д.) обусловливают полу-
чение достаточного числа событий в
приемлемые сроки.
Пример. В результате испытания ли-
нии получены следующие значения: число
отказов оборудования nQ^ = 15, общее
число отказов по собственным техническим
причинам итех = 105.
Суммарное время безотказной работы
0р = 80 ч; суммарное время простоев из-
за отказов оборудования £0об ч;
суммарное время простоев по собственным,
техническим причинам == 2^,6 ч'
Необходимо определить значения основ-
ных показателей надежности и производи-
тельности линии, а также оценить точность
и достоверность полученных значений
показателей.
Найдем статистические оценки показа-
телей надежности и производительности
линии:
/	= 60-80/15 = 320 мин:
ноб
/н = 60-80/105 = 45,7 мин;
Тп = 60-4,6/15 = 18,4 мин;
воб
Тв = 60-20,6/105 = 11,8 мин;
Воб= 18,4/320 = 0,057;
Вс = 11,8/45,7 = 0,258;
Кт.иоб- 1/(1 + 0,057) = 0,946;
Кт.и^ V(1 + 0,258) = 0,795.
Определим двусторонние доверительные
границы для а = 0,9. По табл. 3 найдем
= 1,645. В соответствии с формулами
в табл. 4 получим
-Ноб ’	320	• = 225 мин;
	1 + ~?- V15	
		
/ноб =	320	, 	 ГГ ГГС	д г т,т тг •
	г 1,645	 	 UUU МИп,
	/15	
£н =’’:	45,7	= 40 мин;
	1 + ~ V105	
	45,7	= 55 мин.
	1 1>645	
	/Тоб	

4. Формулы для определения доверительных границ показателей надежности
Показатель надежности	Среднее квадрати- ческое отклонение	Доверительная граница		Число отказов, соответствующее заданным р и б	
		нижняя	верхняя	для нижней границы	для верхней границы
Наработка на отказ		Д* II N и" 5 1 Ъ	Vn	1 з II N Со 1 Со to	Г7 (1+б)р п L в j
Среднее время вос- становления	Q II а 1 w	тв -в~	Zp 1+—~~ Vn	Hl w II 7 r L Sip	1 а II СЧ 03 Г О> to	Г Z (1 + 6) ]2 " L 6 J
Удельная длитель- ность восстановле- ния	а(В)=в]<4-	в =	 !+zp/4	tul II T N al“l		Г Z (1+6) -12 я~А 6 ],
Коэффициент техни- ческого использова- ния	G (^Т.и) = ~^т.и (1-7<т.и) х х/Г	^Т.И =	^т.и	1'	12 = 2 X (1-6)]	1 [	б	]	X 11 у $ 1й Д 3 со 7
ПРИЁМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АЛ
251
Таким образом, с вероятностью 0,9
можно утверждать, что истинное значение
наработки на отказ оборудования линии
заключено в интервале от 225 до 556 мин
(225 </ *-н0б	556), а наработка на отказ
(останов) линии по техническим причи-
нам — от 40 до 55 мин (40 <	< 55).
Для среднего времени восстановления
оборудования и линии имеем
18,4
ТВ = ------1 алс =^3 МИН!
—воб	! . 1,645
/15
18,4
т ---------   = 32 мин;
в°б J _ 1,645
/15
11,8
~	; г~гё""' == 10 мин;
-в 1 д 1,645
/105
11,8
Тв^~"~6~=14 МИН-
/105
Для коэффициента готовности обору-
дования и коэффициента технического ис-
пользования линии получим
-‘б45/4-
Kv ...............  -15------= 0,875;
1 - 1,645 'У-А-+ 0,057
1 + 1,645/Д_
кг =-------------—- ----------- 0,966;
1 + 1,645 /"А. + 0,057
1 - 1’645К^5
и -----------------------= 0,750;
1 - 1,645 1/ — + 0,258
г 1UO
1 + 1,645 /.А-
*т.и =-----------тНР— = °’826'
1 + 1,645 I/ — + 0,258
Г 105
Определим односторонние доверитель-
ные границы для |3 = 0,9. По табл. 3
= 1,282. В соответствии с формулами
в табл. 4
320
-Н0б= t | 1,2g  = 240 мин;
/15
-и = t 451,7282~ = 40,6 МИН-
/Т05
С вероятностью 0,9 можно утверждать,
что истинное значение наработки на отказ
оборудования составляет не менее 240 мин,
а наработки на отказ (останов) линии в це-
лом — не менее 40,6 мин.
18,4	„ г
Тв0б=7~,~282~=27’5 МИН:
/15
1/8
тв =-----/282“ = 13,5 МИН;
/105
1 - 1,282 /
Кг ----------- _	----=0,903;
1 - 1,282 Т/ JL-+ 0,057
^т. и
1^|'282//г
1,282 1/-^+0,258
= 0,761.
Поток остановов линии по техни-
ческим причинам, как и из-за отказов
оборудования, является простейшим,
поэтому можно определить значения
доверительных границ для коэффи-
циента готовности, коэффициента тех-
нического использования и техниче-
ской производительности линии сле-
дующим образом.
Используя формулы из табл. 4
для определения доверительных гра-
ниц удельной длительности восстанов-
ления, можно записать
В = и В = &2В,	(3)
где
Ё1= i/(i + zaK27T) и
е2=- 1/(1-2аГ2М)-	(4)
Верхняя и нижняя границы довери-
тельного интервала для коэффициента
готовности оборудования соответствен-
но равны
Аг = 1/( 1 + 81^об)
И Аг- l/(l + s2Bo6).	(5)
Значения коэффициентов 8Х и s2
определяются по номограмме (рис. 2),
исходя из числа зарегистрированных
отказов оборудования пОб (без учета
остановов линии из-за отказов режу-
щих инструментов) и требуемой ве-
роятности а того, что истинное зна-
чение коэффициента готовности лежит

252
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
Рис. 2. Номограмма для определения коэффициентов Ei и е2 доверительных границ по-
казателей надежности и производительности
в доверительном интервале, ограни-
ченном значениями /<г и /<г.
Верхняя и нижняя границы дове-
рительного интервала для коэффициен-
та технического использования соот-
ветственно равны
и М. и = 1/(1 + CBJ- (6)
Значения коэффициентов и 82 оп=
ределяются по номограмме (см.
рис. 2), исходя из суммарного числа
зарегистрированных при испытании
случаев остановов линии из-за различ-
ных технических причин птех (без
учета остановов из-за организационных
причин) и требуемой вероятности а.
Верхняя и нижняя границы дове-
рительного интервала для технической
производительности соответственно
равны
Qt ~ ^т. и/^ц и От — и/Т'ц- (?)
На номограмме, приведенной на
рис. 2, построены зависимости
= fl (я) и 82 = /=2 (п)
для а = 0,8; а = 0,9
и а = 0,95.
Пример. В результате испытания ли-
нии получены следующие значения: Bqq =
= 0,08; ппб = 20; Вг = 0,33;	= 75.
UU	G	IvA
Примем значение а = 0,9. Согласно
рис. 2 имеем: 8Х = 0,65; 82 = 2,05; 8' =
= 0,79; 8' = 1,37.
Следовательно,
£об = 0,65-0,08 = 0,052
и Воб = 2,05-0,08 = 0,164;
Вс = 0,79-0,33 = 0,26 и Вс = 1,37-0,33 = 0,45.
Отсюда с учетом уравнений (5)—(7)
Лг = 1/(1 + 0,052) = 0,951
и Кг = 1/(1 + 0,164) = 0,859;
1/(1 + 0,26) = 0,794

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АЛ
253
и ^т.и= М(1 + 0,45) = 0,690;
Q т = 60-2-0,794/0,8 = 119 шт/ч
и QT = 60-2-0,690/0,8 = 103 шт/ч.
Известные теоретические зависимо-
сти [9] позволяют также аналитически
определить время испытания линий,
необходимое для. получения показа-
телей надежности и производительно-
сти с заданной точностью и достовер-
ностью. Точность получаемых значе-
ний показателей повышается при уве-
личении времени испытания. Однако
при этом увеличиваются также и рас-
ходы. Если заранее известно необ-
ходимое время испытания, имеется
возможность определить трудоемкость
испытания, необходимое количество
персонала, наиболее рационально его
организовать и т. д.
Поскольку доверительные границы
для показателей надежности и про-
изводительности несимметричные, от-
носительные погрешности для нижней
и верхней доверительных границ имеют
разные значения, так же как и соответ-
ствующие им числа отказов.
Обозначим через п и п числа отка-
зов, необходимые для получения опре-
деленных значений 6 соответственно
для нижней и верхней доверительных
границ. Подставляя в уравнения (2)
значения S и S из табл. 4 и решая
уравнения относительно п, можно оп-
ределить п и п в функции 6 и р для
всех показателей. Результаты расчетов
(полученные формулы) приведены
в табл. 4.
Для всех показателей отношение
необходимого числа отказов при опре-
делении двусторонних доверительных
границ к числу отказов при определе-
нии односторонних границ равно
(Za/Z2p_i)2- Это отношение для раз-
личных значений аир приведено
в табл. 3, из которой видно, что целе-
сообразность определения односторон-
них границ уменьшается с увеличением
достоверности.	_
Для показателей /н, тв и В п/п =
= [(1 + 6)/(1 — 6)]2 > 1. Это озна-
чает, что при определении с заданной
точностью и достоверностью двусто-
ронних границ в качестве необходи-
мого числа отказов п следует прини-
мать значение п.
Для 7(т. и имеем
п __ Г 1 — Кт. и (1 4~ б) "12	।
п ~ L 1-Лт.и(1-б) J ’
т. е. в этом случае следует принимать
п — п.
Как следует из формул в табл. 4,
определение числа отказов для пока-
зателя /Ст. и возможно только тогда,
когда известны примерные (предпо-
лагаемые) значения этого показателя.
Для определения необходимой сум-
марной наработки 0Р за период испы-
тания необходимо также располагать
примерным значением наработки на
отказ /н испытуемой линии. Все эти
значения могут быть приняты исходя
из имеющихся характеристик надеж-
ности и производительности аналогич-
ных линий или получены путем ориен-
тировочного расчета на стадии проек-
тирования [5, 9].
Случайное число отказов п за время
Е /н распределено по закону Пуас-
сона с математическим ожиданием а.
Пользуясь таблицами интегрального
распределения Пуассона, можно по
заданному значению аг и определен-
ному по формулам в табл. 4 значению п
найти а, а следовательно, и . необ-
ходимую суммарную наработку за пе-
риод испытания 0Р — atn. Можно так-
же непосредственно воспользоваться
приведенным в работе [12] уравнением
0р = rt/H/(60r3),	(8)
где r3< 1 и определяется по табл. 5
в зависимости от значений п и а.
Полное время- испытания для изде-
лий с экспоненциальным распределе-
нием времени безотказной работы оп-
ределяется следующим образом:
0О = 0р/(/<ист),	(9)
где /(не — общий коэффициент исполь-
зования линии, учитывающий все за-
траты времени; т — число одновре-
менно испытуемых однотипных ли-
ний (станков).
Пример. Найти длительность испыта-
ния линии, необходимую для определения
наработки на отказ с относительной погреш-
ностью^ =0,15 и доверительной вероят-
ностью (X —	= 0:9 при следующих пред-

254
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
5. Значения коэффициентов г3 в зависимости от числа
отказов п и доверительной вероятности (Xj *
п	(Zj			п	(Zj		
	0,95	0,90	0,80		0,95	0,90	0,80
1	0,33	0,43	0,62	50	0,80	0,84	0,89
2	0,42	0,51	0,67	60	0,82	0,86	0,90
3	0,48	0,57	0,70	80	0,84	0,87	0,91
4	0,52	0,60	0,73	100	0,86	0,88	0,92
5	0,55	0,62	0,75	150	0,83	0,90	0,93
6	0,57	0,65	0,76	200	0,89	0,92	0,94
8	0,61	0,60	0,78	250	0,90	0,92	0,95
10	0,64	0,70	0,80.	300	0,91	0,93	0,95
15	0,68	0,74	0,83	400	0,92	0,94	0,96
20	0,72	0,77	0,85	500	0,93	0,94	0,96
25	0,74	0,79	0,86	600	0,94	0,95	0,97
30	0,76	0,80	0,87	800	0,94	0,96	0,97
40	0,78	0,83	0,88	1000	0,95	0,96	0,97
❖	Составлена	по данным табл. П19		। в работе	[12].		
полагаемых значениях показателей: /н ~
= 35 мин; 7<ис = 0,65.
Из табл. 3 найдем Za — 1,645. Необ-
ходимое для определения двусторонних
Рис, 3. Зависимость необходимой суммар-
ной наработки линии 0р в период испыта-
ния от относительной погрешности б
основных показателей надежности:
1 — для наработки на отказ и среднего вре-
мени восстановления; 2 — для удельной
длительности восстановления; 3 — для
коэффициента технического использова-
ния:
----для двусторонних границ; — — —
для верхних односторонних границ; — • — •
для нижних односторонних границ
доверительных границ число отказов (см,
табл. 4)
п = п = [1,645 (1 + 0,15)/0,15]2 = 159.
Задаваясь значением cct = 0,8 из табл. 5,
найдем значение г3 = 0,93. Суммарную
наработку за период испытания опреде-
лим по уравнению (8):
0р = 159-35/(60-0,93) = 99,7 ч.
В соответствии с уравнением (9) полу-
чим
0О = 99,7/(0,65-1) = 153 ч,
или примерно 19 рабочих смен.
В том случае, если достаточно ограничи-
ться определением только нижней одно-
сторонней границы	= 1,282), имеем
п = п = [1,282 (1 —б,15)/0,15]2 =53.
Из табл. 5 находим г3 = 0,89.
Следовательно, в этом случае
0р = 53-35/(60-0,89) = 34,7 ч
и
0О = 34,7/(0,65-1) = 53,4 ч,
или около семи рабочих смен.
Таким образом, при одинаковой
точности и достоверности получаемых
значений необходимая длительность
испытания линии при определении
нижней односторонней границы ока-
залась примерно в 2,7 раза меньше,
чем при определении двусторонних
доверительных границ.
В качестве примера на рис. 3 по-
строена зависимость необходимой сум-
марной наработки 0р в период испыта-

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АЛ
255
ния от относительной погрешности для
односторонних и двусторонних границ
основных показателей надежности и
производительности при а = Р = 0,9
и следующих предполагаемых значе-
ниях параметров: /н — 42 мин; тв =
= 7 мин.
Из табл. 3 определим Za = 1,645;
Z2p_i = 1,282. Значения п для всех
показателей рассчитаем по формулам
в табл. 4, а 0р — по уравнению (8).
Для реальных значений показателей
надежности и производительности наи-
меньшее время требуется для опреде-
ления с заданной точностью и досто-
верностью коэффициента технического
использования линии. Поскольку в об-
ласти малых значений 6 наблюдается
резкое увеличение 0Р, можно ограни-
читься точностью, соответствующей
6 = 0,15-4-0,20, что достаточно для
практических целей производства.
Контроль уровня надежности и про-
изводительности линий и определение
необходимой длительности испытаний
при применении метода оценки нара-
стающим итогом производится в сле-
дующем порядке. Последовательно, по
мере возрастания числа событий (ис-
ходных данных), например после каж-
дой рабочей смены испытания линии,
определяется среднее значение кон-
тролируемого показателя:
п
Кр = (с»)-2;(Ю)
где — среднее значение контроли-
руемого показателя после п событий,
зарегистрированных за k смен испы-
тания; mt — числовое значение одной
Z-й оценки случайной величины кон-
тролируемого показателя.
Во время испытания линии ведется
запись времени безотказной работы,
времени и причин простоев, а также
числа обработанных деталей или цик-
лов работы линии.
В конце каждой смены испытания
подсчитывается число обработанных
деталей (число циклов), суммарное
время работы линии, число отказов
оборудования, время простоя из-за
отказов оборудования и т. д. Начиная
со второй смены испытания, по каж-
дому проверяемому показателю под-
считывается сумма с нарастающим
итогом:
k
= 2	(Н)
где М^ — суммарное значение ста-
тистических данных, зарегистрирован-
ных за k смен испытания; Mi — сум-
марное значение статистических дан-
ных, зарегистрированных за одну f-ю
смену.
Результаты подсчета записывают в
табл. 6. Затем в конце каждой смены
по данным этой таблицы в соответ-
ствии с уравнением (10) проводят
расчет среднего значения контроли-
руемых показателей. Результаты рас-
четов записывают в табл. 7 и наносят
на соответствующие графики, которые
строятся по каждому проверяемому
параметру в течение всего периода
испытания (рис. 4, 5 и 6). Кривые на
графиках наглядно отражают изме
Рис. 4. Изменение точечных оценок QT и К,ГеИ с увеличением периода испытаний

6. Статистические данные с нарастающим итогом результатов испытания АЛ
№ сме- ны	Число циклов		Цикловое время обра- ботки де- талей, мин		Число отказов обору- дования		Время простоя из-за отка- зов обору- дования, мин		Число отказов режущих инстру- ментов		Время простоя из-за отка- зов режу- щих! инстру- ментов, мин		Число остано- вов для техни- ческого обслу- живания		Время простоя из-за техни- ческого обслужи- вания, мин		Суммарное время ра- боты и про- стоя из-за технических причин, мин	
	I *	II **	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II	I	II
1	386	386	226	226	10	10	15	15	27	27	107	107	13	13	19	19	367	367
2	388	774	268	494	7	17	7	22	39	66	ИЗ	220	4	17	4	23	392	759
3	331	1105	228	722	И	28	50	72	19	85	56	276	12	29	12	35	346	1105
4	331	1436	228	950	7	35	14	86	33	118	104	380	4	33	4	39	350	1455
5	390	1826	269	1219	1	36	1	87	23	141	89	469	8	41	16	55	375	1830
6	402	2228	273	1492	8	44	31	118	34	175	72	541	4	45	8	63	384	2214
7	354	2582	250	1742	6	50	13	131	34	209	137	678	5	50	13	76	413	2627
8	423	3005	300	2042	3	53	2	133	28	237	75	753	12	62	11	87	388	3015
9	339	3344	237	2279	8	61	18	151	20	257	45	798	6	68	6	93	306	3321
10	330	3674	231	2510	4	65	9	160	27	284	85	883	8	76	19	112	344	3665
И	310	3984	217	2727	2	67	18	178	25	309	72	955	5	81	7	119	314	3979
12	247	4231	273	2900	5	72	44	222	24	333	102	1057	5	86	13	132	332	4311
13	427	4658	295	3195	9	81	22	244	40	373	80	1137	9	95	9	141	406	4717
* Данные за смену.
** Данные с начала испытания.
256	П РИЕМО-С ДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ

ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАДЕЖНОСТИ АЛ
257
Рис. 5. Изменение точечных оценок Кг>
/н, xog с увеличением периода испы-
таний
Рис. 6. Доверительные границы точечных
оценок проверяемого показателя, построен-
ные с применением метода нарастающего
итога:
а — прекращение испытаний (точка /) и
браковка линии; б — прекращение испы-
тания (точка 2) и приемка линии
нение значений проверяемых пара-
метров по мере увеличения периода
испытания и положения их по отно-
шению к заданному уровню. Испы-
тания продолжаются до стабилизации
среднего значения проверяемого па-
раметра. Соответствие фактического
уровня — надежности и производи-
тельности заданному (расчетному) оп-
ределяется положением наносимой кри-
вой испытания относительно заданного
уровня, обозначенного на графиках
рис. 4—6 прямыми, разграничивающи-
ми зоны приемки и браковки.
На рис. 4 показан пример проверки
уровня технической производитель-
ности при приемо-сдаточных испыта-
ниях АЛ при первом и втором предъяв-
лении.
Результаты испытания линии при
первом предъявлении, приведенные на
рис. 4, свидетельствуют о том, что тех-
ническая производительность нахо-
дится на уровне значительно ниже
проектного; в течение всего периода
испытания (21 рабочая смена) уровень
технической производительности не
стабилизировался; имеется тенденция
7. Показатели надежности и производительности,
определяемые по данным испытания АЛ по методу нарастающего итога
№ смены	Наработка на отказ, циклы		Среднее время восстановле- ния, мин		Удельная длитель- ность потерь вре- мени		Коэффициент го- товности обору- дования	Коэффициент тех- нического исполь- зования линии	Техническая про- изводительность, шт/ч
	оборудо- вания	режущего инструмента	оборудо- вания	режущего инструмента	на обслу- живание ре- жущего ин- струмента	на техниче- ское обслу- живание линии			
1	38,6	14,3	1,5	4,0	0,473	0,084	0,938	0,616	63,1
2	45,5	11,7	1,3	3,3	0,445	0,047	0,957	0,651	61,2
3	39,5	13,0	2,6	3,2	0,382	0,048	0,909	0,653	60,0
4	41,0	12,2	2,5	3,2	0,400	0,041	0,917	0,653	59,2
5	50,7	13,0	2,4	3,3	0,385	0,045	0,933	0,666	59,9
6	50,6	12,7	2,7	3,1	0,363	0,042	0,927	0,674	60,4
7	51,6	12,4	2,6	3,2	0,389	0,044	0,930	0,663	59,0
8	56,7	12,7	2,5	3,2	0,369	0,043	0,939	0,677	59,8
9	54,8	13,0	2,5	3,1	0,350	0,041	0,938	0,686	60,4
10	56,5	12,9	2,5	3,1	0,352	0,045	0,940	0,685	60,1
11	59,5	12,9	2,7	3,1	0,350	0,044	0,939	0,685	60,1
12	58,8	12,7	3,1	3,2	0,364	0,046	0,929	0,673	58,9
13	57,5	12,5	3,0	3,0	0,356	0,044	0,929	0,677	59,2
1/2^ П/р Волчкевича

258	ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
(начиная со- смены № 8 испытания)
к повышению технической произво-
дительности линии.
Поэтому было принято решение о
прекращении испытания. Линия была
поставлена на доработку, при этом бы-
ли устранены основные причины всех
отказов, выявившихся в период ис-
пытания.
Результаты испытания линии при
втором предъявлении, приведенные на
рис. 4 и 5, свидетельствуют о том, что
техническая производительность на-
ходится на уровне несколько выше
проектного, значения ее были стабиль-
ными в течение всего периода испыта-
ния; значение коэффициента техниче-
ского использования находится па уров-
не несколько ниже проектного; коэф-
фициент технического использования
линии и наработка на отказ оборудо-
вания имеют тенденцию увеличиваться;
коэффициент готовности оборудования
превышает проектный уровень; зна-
чение коэффициента готовности и сред-
него времени восстановления стаби-
лизировались после семи смен испы-
тания.
Следует отметить, что превышение
проектного уровня технической про-
изводительности при значении коэф-
фициента технического использования
ниже проектного достигнуто за счет
сокращения фактического времени
цикла по сравнению с проектным, что
является весьма эффективным методом
повышения производительности линий.
Для определения доверительных гра-
ниц удобно пользоваться следующими
показателями: 50б — удельная дли-
тельность восстановления оборудова-
ния и BG — удельная длительность
простоев линии из-за технических при-
чин.
Тогда задача построения доверитель-
ных границ с доверительной вероят-
ностью а для величин Кг и Кт. и
сводится к построению доверительных
границ с той же доверительной веро-
ятностью для' величины В, так как
доверительные границы их связаны
соотношениями (5) и (6).
Значения доверительных границ для
удельной длительности восстановления
(простоя) Воб и Вс определяются с по-
мощью коэффициентов и 82 довери-
тельных границ удельной длительности
восстановления. При экспоненциаль-
ном законе распределения величин
/Ноб и Твоб значения этих коэффици-
ентов определяют по номограмме (см.
рис. 2) или по таблице, приведенной
в работе [2], где 81 = fa/2 и 82 =
= f\— а/2*
Для определения доверительных гра-
ниц показателей надежности при дру-
гих законах распределения случай-
ных величин X и Y могут быть исполь-
зованы работы [8, 11].
Построение доверительных границ
для точечных оценок проверяемых
показателей с применением метода
нарастающего итога позволяет своев-
ременно принять решение о прекраще-
нии испытания и браковке (см. рис. 6,
а) или приемке линии (см. рис. 6, б).
Графоаналитический метод может
применяться для оценки уровня на-
дежности и производительности стан-
ков и АЛ и других технологических
машин при приемо-сдаточных испы-
таниях. Преимущество метода — на-
глядное отражение положения и из-
менения фактических значений про-
веряемых показателей по отношению
к заданным значениям в течение всего
периода испытания, что позволяет
своевременно принять правильное ре-
шение о приемке или браковке изде-
лия. Метод обеспечивает достаточно
объективную оценку уровня надеж-
ности и производительности линий
при определении точечных (средних)
значений проверяемых показателей,
а также позволяет проводить интер-
вальную оценку с заданной вероят-
ностью.
ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ
ВЫПОЛНЕНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ
ОПЕРАЦИЙ НА ЛИНИИ
В процессе эксплуатации узлы и
детали линии изнашиваются, вслед-’
ствие чего точность выполняемых на
ней технологических операций сни-
жается [6]. Поэтому новое оборудо-
вание должно иметь определенный
запас точности по каждому параметру
выполняемых технологических опера.-
ций и переходов. В настоящее время

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ
259
для станочных АЛ установлен запас
точности обработки до 25 % поля
допуска на каждый проверяемый па-
раметр обрабатываемой детали.
Оценка точности выполняемых опе-
раций проводится после окончания
наладочных работ при испытании ли-
ний у изготовителя и повторно у за-
казчика. Ниже приводятся методы
статистической оценки точности меха-
нической обработки деталей, которые
могут быть использованы для оценки
точности выполнения других техноло-
гических операций [7].
Упрощенный метод статистического
контроля точности обработки деталей.
Этот метод позволяет с достаточной
для практики точностью в процессе
контроля деталей без математической
обработки результатов замеров оценить
степень соответствия фактической точ-
ности обработки деталей точности,
заданной чертежом, отдельно по каж-
дому параметру. При этом опреде-
ляются следующие показатели: вели-
чина и характер рассеяния отклоне-
ний фактических размеров деталей от
их номинального значения; часть ис-
пользованного поля допуска на раз-
мер по чертежу полем фактических
отклонений размера, т. е. величина
запаса точности; величина и направ-
ление смещения середины поля фак-
тических отклонений относительно по-
ля допуска на размер по чертежу об-
работки.
Замеряются проверяемые параметры
деталей с помощью универсальных
мерительных инструментов с ценой
деления в 10 раз меньшей поля до-
пуска на проверяемый размер по чер-
тежу. Проверку можно проводить на
партии деталей от 10 до 30 шт.
Для получения достоверных ре-
зультатов рекомендуется партия в 20—
30 деталей. При замерах деталей оп-
ределяется отклонение от номиналь-
ного размера по чертежу. По величине
этого отклонения делается отметка
в соответствующей клеточке сетча-
того графика (рис. 7).
Регистрируются и оформляются ре-
зультаты замеров в' следующем по-
рядке: на графике проставляется про-
веряемый размер по чертежу детали
и значение допуска на этот размер;
поле допуска на размер по чертежу
А ±0,06
Рис. 7. Сетчатый график
делится на 7—12 равных частей (каж-
дой части соответствует одна клеточка
на горизонтальной оси графика; такая
часть поля допуска есть «цена» кле-
точки); на графике проводится нуле-
вая линия, определяющая границу
номинального значения размера, и
две (одна) линии, определяющие ниж-
нюю и верхнюю границы поля до-
пуска (расстояние и число их опре-
деляются величиной и характером
поля допуска).
На каждый проверяемый размер
партии деталей заполняется один гра-
фик. Графики должны быть подготов-
лены до проведения замеров детали.
При проверке партии деталей в зави-
симости от величины отклонения фак-
тического размера от номинального
в соответствующей клеточке графика
проставляется крестйк (номер прове-
ряемой детали, позиции станка, при-
способления-спутника линии). Число
заполняемых клеточек по вертикали
определяется числом деталей, вели-
чина отклонения от номинального раз-
мера которых входит в одну часть поля
допуска по чертежу. Заполняется кле-
точка графика сразу же после замера
отклонения проверяемого параметра
без определения числового значения
фактического размера детали.
Точность обработки деталей оце»
нивается в следующем порядке.
После проверки первой детали ви-
зуально - оценивается положение на
графике фактического отклонения от
номинального размера относительно
границ поля допуска. При положении
фактического отклонения в середине
или близко к середине поля допуска
на всех графиках, т. е. по всем пара-
метрам, проводятся обработка следую-

260
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
щей детали и контроль ее параметров.
При положении фактического отклоне-
ния размера по одному или несколь-
ким параметрам близко к одной из
границ поля допуска или за преде-
лами его может быть принято решение
о необходимости подналадки или до-
водки станка (линии).
Для большей точности решение о не-
обходимости подналадки или доводки
линии целесообразно принимать после
обработки четырех-пяти деталей или
по одной детали с каждой позиции при
проверке точности многолозиционных
станков. При этом величина подна-
ладки (доводки) может быть опре-
делена с более высокой точностью.
Смещение при подналадке (доводке)
определяется числом клеточек от се-
редины поля допуска до середины
поля фактических отклонений и «ценой»
клеточки.
После подналадки (доводки) станка
(линии) точность проверяется повторно.
При этом для оценки эффективности
подналадки (доводки) заполненные гра-
фики с соответствующими замечаниями
на них можно использовать в каче-
стве черновиков.
По мере увеличения числа прове-
ренных деталей и заполнения графи-
ков дается визуальная оценка: вели-
чины и характера рассеяния отклоне-
ний фактических замеров деталей от
их номинального значения, части ис-
пользованного поля допуска по чер-
тежу по каждому размеру, величины
и направления смещения середины
поля фактических отклонений отно-
сительно середины поля допуска.
В случае, если по всем проверяемым
размерам запас по точности после
обработки не менее 10 деталей состав-
ляет примерно 40 % поля допуска,
т. е. на графике слева и справа от
границ поля допуска до клеточек
с номером детали в нижнем ряду
будет не менее четырех свободных кле-
точек (по две с каждой стороны),
испытания могут быть окончены, а АЛ
(станок) признана годной по точности
обработки деталей. Если на некоторых
графиках будет обнаружена с какой-
либо стороны только одна свободная
клеточка, определяется направление
смещения поля фактических отклоне-
ний обрабатываемых деталей при из-
носе АЛ (станка) в эксплуатации.
Если установлено, что смещение будет
направлено в' противоположную от
этой границы сторону поля допуска,
испытания также могут быть закон-
чены, а АЛ признана годной по точ-
ности обработки деталей и по пара-
метрам с несимметричным расположе-
нием запасов точности обработки.
Если после обработки 10 деталей
запас по точности обработки состав-
ляет менее 40 % поля допуска, т. е.
на графике в нижнем ряду имеются
не четыре, а три или две свободные
клеточки, испытания продолжаются.
После обработки и замеров 20—
30 деталей линия считается годной по
точности обработки деталей, если на
всех графиках от границ поля допуска
до заполненных клеточек с каждой
стороны имеется не менее одной сво-
бодной клеточки, что соответствует
приблизительно 25 % запаса точности
на износ станка в эксплуатации.
Если на некоторых графиках нет
свободной клеточки с какой-либо сто-
роны, то определяется направление
смещения поля фактических отклоне-
ний обрабатываемых деталей при из-
носе станка (линии) в эксплуатации.
Если установлено, что смещение будет
направлено в противоположную от
этой границы сторону поля допуска,
АЛ может быть признана годной
по точности обработки деталей и по
параметрам с несимметричным распо-
ложением запасов точности обра-
ботки.
При отсутствии запаса точности ли-
ния ставится на доработку. Величина
и направление смещения поля факти-
ческих отклонений определяются по
графику конкретно для каждого пара-
метра. Количественно величина сме-
щения определяется путем умножения
числа клеточек от середины поля до-
пуска по чертежу до середины поля
фактических отклонений размера на
«цену» клеточки.
Для проверки неточных и неответ-
ственных размеров деталей (при свер-
лении крепежных отверстий, черновом
фрезеровании и растачивании и т. д.)
допускается проверка точности по
пяти обработанным деталям при усло-
вии обеспечения около 40 % запаса
точности по этим параметрам.

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ
261
Метод статистической оценки. Этот
метод служит для более тщательного
определения фактической точности об-
работки деталей и проверки запаса
точности по каждому из нужных пара-
метров. Метод предусматривает вы-
полнение расчетов с применением
вычислительных средств (электронных
клавишных машин или малых ЭВМ).
Для оценки точности обработки де-
талей на АЛ обрабатывается партия
деталей от 30 до 100 шт. В процессе
их обработки вмешательство налад-
чика с целью регулировки оборудо-
вания и инструментов для обеспечения
точности обработки не допускается,
за исключением тех случаев, когда
необходима регулировка инструмен-
тов, расчетная размерная стойкость
которых, определяемая числом обра-
ботанных деталей, меньше числа дета-
лей в контрольной партии.
Контролируемые детали делятся на
группы с равным числом деталей.
Число деталей, составляющих одну
группу, устанавливается до испыта-
ний и может быть принято от 2 до
7 шт. Число деталей в группе произ-
вольное. Для станков с поворотными
столами и барабанами число деталей
в группе рекомендуется брать крат-
ным числу позиций стола (барабана).
Перед установкой на линию на всех
заготовках проставляются номера груп-
пы, деталей в группе и позиции станка
или приспособления-спутника линии.
Проверка точности обработки дета-
лей состоит из следующих этапов.
Замеры размеров. Контроль фактиче-
ских размеров обработанных деталей
проводится с помощью универсальных
мерительных инструментов. Прове-
ряются все размеры, указанные в чер-
теже обрабатываемой детали. Перед
контролем деталей на каждый прове-
ряемый размер заполняется контроль-
ная карта (рис. 8), в которой указы-
ваются: модель линии; наименование
и номер обрабатываемой детали; но-
мер листа, соответствующий поряд-
ковому номеру проверяемого размера
по чертежу обработки; проверяемый
размер по чертежу; поле допуска на
проверяемый размер по чертежу 6Ч;
допустимый размах 7?ДОп, определяе-
мый в зависимости от числа принятых
деталей в одной группе и поля допуска
9 П/р Волчкевича
по чертежу на проверяемый параметр:
Число деталей N в
группе............. 2	3	4
Коэффициент Ki для
определения допу-
стимого размаха	0,61	0,73	0,78
Число деталей N в
группе............ 5	6	7
Коэффициент Ki %ля
определения допу-
стимого размаха 0,82	0,84	0,87
Пример. Размер по чертежу 150 ±
±0,15 мм. Определяем поле допуска по
чертежу; 6Ч= 0,15 + 0,15 =0,30 = 300 мкм.
При трех деталях в группе Ki = 0,73
(см. выше). Определим допустимый раз-
мах: ^доп = 6ЧК1 = 300-0,73 = 219 мкм.
Проверка на максимальное отклоне-
ние. Полученные фактические откло-
нения размеров от номинального зна-
чения в микрометрах по всем деталям
заносятся в таблицу контрольной кар-
ты. После проверки каждого пара-
метра во всех группах деталей опре-
деляются максимальное и минимальное
отклонения его от номинального зна-
чения по чертежу'. Разница между
максимальным и минимальным откло-
нениями (размах в группе) сравнивается
после проверки каждой группы дета-
лей с допустимым размахом /?д011.
Если размах в группе превысит допу-
стимое значение, испытания прекра-
щаются, а линия становится на до-
водку. После доводки испытания про-
водятся заново.
Если установлено, что размах не
превышает допустимого значения, ис-
пытания продолжаются и производится
дальнейшая обработка результатов
проверки.
По данным проверки, занесенным
в таблицу контрольной карты, опре-
деляются максимальное и минимальное
отклонения размера во всей партии
деталей (размах деталей) и их значения
заносятся в отдельную строчку кон-
трольной карты.
Построение' гистограммы. По мак-
симальному размаху фактических от-
клонений партии деталей определяется
ширина класса С для построения
гистограммы:
С = ^щахМк,
где пк — число классов, принимаемое
от 7 до 12 в зависимости от числа
деталей в партии и значения /?тах.

Рис. 8. Контрольная карта
262	ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ВЫПОЛНЕНИД ОПЕРАЦИЙ
263
Значение С заносится в контрольную
карту.
Пример, При /?тах =25 мкм и числе
деталей в партии 30 шг. число классов
составит 8. Тогда ширина класса С = 25 :
: 8^ 3 мкм.
Исходя из условия положения гра-
ниц поля допуска (симметричные, не-
симметричные, односторонние), про-
ставляются пределы класса с таким
расчетом, чтобы все классы были рас-
положены в пределах сетки гисто-
граммы. После этого проставляется
значение поля допуска на размер по
чертежу 6Ч над верхней линией гисто-
граммы и проводятся от оси абсцисс
(горизонтальная ось) вертикальные ли-
нии, ограничивающие на гистограмме
поле допуска по чертежу. Линия 6Ч
продолжается до пересечения с вер-
тикальными линиями, и на концах
ее проставляются стрелки.
По данным таблицы контрольной
карты заполняется сетка гистограммы.
В вертикальной колонке, соответ-
ствующей определенному отклонению
размеров, начиная с нижней строчки,
знаком «+» отмечается каждая деталь,
т. е. на графике откладывается с по-
мощью знака «+» число деталей одного
класса. Классу, имеющему наиболь-
шее число деталей, соответствует нуле-
вой номер. Нуль проставляется в соот-
ветствующей строчке (номер класса S)
и ' колонке ниже линии абсцисс на
гистограмме. Вправо от колонки нуле-
вого класса проставляются номера
классов 1, 2, 3, 4, 5, 6. Влево от ко-
лонки нулевого класса проставляются
номера классов —1, —2, —3, —4,
—5, —6.
Составление таблицы для расчета
действительного поля возможных от-
клонений. Для расчета действитель-
ного поля возможных отклонений со-
ставляется таблица, приведенная на
контрольной карте (см. рис. 8). В пер-
вую графу заносится номер класса,
указанный на гистограмме. Во второй
графе проставляется число деталей,
определяемое по числу знаков «+»
каждой графы соответствующего класса
гистограммы. После этого опреде-
ляется произведение значений первой
и второй граф, возводится в квадрат
значение первой графы и произведение
9*
значений второй и четвертой граф.
После этого определяется сумма зна-
чений второй, третьей и пятой граф,
т. е. значения N, А и В\
Расчет действительного поля воз-
можных отклонений. Действительное
поле возможных отклонений опреде-
ляется по формуле, приведенной в кон-
трольной карте. Значение коэффи-
циента /<2 определяется в зависимости
от числа проверенных деталей N:
Число проверенных
деталей N .... 30	40	50	60
Значение коэффи-
циента К2 .... 7,78 7,46 7,28 7,14
Число проверенных
деталей И .... 70	80	90	100
Значение коэффи-
циента Кг .... 7,02 6,94 6,88 6,82
Значение действительного поля воз-
можных отклонений 60 проставляется
над соответствующей линией гисто-
граммы.
Сравнение действительного поля воз-
можных отклонений с полем допуска
по чертежу. Точность детали по про-
веряемому размеру считается обеспе-
ченной, если имеется 25 % запаса
точности на износ линии в эксплуата-
ции. Для этого проводится проверка
справедливости неравенства по фор-
муле, указанной в контрольной карте.
Определение погрешности наладки
линии по проверяемому размеру про-
изводится для установления совпаде-
ния или смещения действительного
поля возможных отклонений относи-
тельно поля допуска по чертежу.
Для этого рассчитывается среднее ариф-
метическое значение всех отклонений
размеров по данным проверки и поля
допуска по чертежу по формулам,
приведенным в контрольной карте.
Значение М [среднее значение
(центр) нулевого класса ] берется по
гистограмме. Для определения сред-
него значения нулевого класса на
гистограмме относительно точки 0 на
оси абсцисс влево и вправо отклады-
вается среднее значение класса, кото-
рое записывается в соответствующей
строчке. Среднее значение класса бе-
рется из расчета ширины поля класса С.
Сначала от 0 откладывается значение
половины ширины класса вправо и
с минусом — влево, а затем к ним

264
ПРИЕМО-СДАТОЧНЫЕ ИСПЫТАНИЯ АЛ
прибавляется значение ширины клас-
са С. Из нулевой точки на оси абсцисс
гистограммы, обозначающей нулевой
предел класса, проводится вертикаль-
ная пунктирная линия до пересечения
с линией Y.
После определения X значение его
откладывается на оси абсцисс и из
этой точки проводится вторая верти-
кальная линия до пересечения с гори-
зонтальной линией, лежащей на ги-
стограмме ниже линии Y. Над этой
линией проставляется значение X.
Относительно второй вертикальной ли-
нии, положение которой определено
значением X, откладываются симмет-
рично вправо и влево пределы действи-
тельного поля возможных отклонений.
Границы пределов действительного
поля возможных отклонений dt и d2
определяются по формулам, приведен-
ным в контрольной карте.
После определения Y на оси абсцисс
откладывается его значение и прово-
дится линия до пересечения с соответ-
ствующей линией У, над которой про-
ставляется значение X.
Погрешность наладки, т. е. смеще-
ние центра действительного поля воз-
можных отклонений относительно цент-
ра поля допуска, определяется по
формуле, приведенной в контрольной
карте, и проставляется на гистограмме.
Точность обработки деталей по про-
веряемому параметру считается удов-
летворительной, если границы дей-
ствительного поля возможных откло-
нений не выходят ни с одной стороны
за пределы поля допуска; значение
смещения (погрешности) наладки по
сравнению с запасом поля допуска
в обе стороны невелико; имеется воз-
можность регулировки установленной
погрешности (смещения) путем под-
наладки станка; при износе деталей
станка установленная погрешность бу-
дет иметь тенденцию к перемещению
в сторону уменьшения смещения.
Допустимая величина смещения оп-
ределяется по каждому размеру пар-
тии деталей в отдельности, исходя
из конкретных условий обработки.
Смещение может быть уменьшено
путем доводки или подналадки станка
(линии) на требуемую величину и
в заданном направлении. При необ-
ходимости можно повторно проверить
детали после уменьшения погрешно-
стей наладки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Базовский И. И. Надежность. Теория
и практика. М.: Мир, 1965. 373 с.
2.	Большее Л. Н., Смирнов Н. В.
Таблицы математической статистики»
М.: Наука, 1968, 48 с.
3.	Волчкевич Л. И., Конюх А. И.
Оценка надежности, производительности
и необходимой длительности испытаний
автоматических линий методом нарастаю-
щего итога. — Надежность и контроль
качества, 1976, № 5, с. 24—32.
4.	Единая методика приемо-сдаточных
испытаний автоматических линий Hatза-
воде-изготовителе/Руководящие ' мате-
риалы РМЭ 1 — 5. Организационно-тех-
нические основы эксплуатации автомати®
ческих линий. М.: НИИМаш,RA1975. 43 с.
5.	Количественная оценка” и методы
повышения надежности и производитель-
ности автоматических станочных линий/
А. И. Конюх, П. И. Ящерицын, Г. И. Пла-
шей и др. М.: НИИМаш, 1973. 78 с.
6.	Проников А. С. Надежность машин.
М.: Машиностроение, 1978. 590 с.
7.	Справочник по наладке агрегатных
станков и автоматических линий/А. И. Ко-
нюх, Г. И. Плашей, Н. У. Марголин,
М. М. Израильский. Минск: Беларусь,
1977. 287 с.
8.	Тескин О. И. Определение^довери-
тельных границ для коэффициентов готов-
ности. Надежность и контроль качествае
1974, № 1, с. 14—16.
9.	Туллер А. Г., Конюх А. И. Надеж-
ность и производительность автоматиче-
ских станочных линий. М.: НИИМаш,
1968. 96 с.
10.	Туллер А. Г. Конюх А. И. О кон-
троле надежности и производительности
автоматических станочных линий. — На-
дежность и контроль качества, 1969, № 9fl
с. 61-71.
11.	Шишонок Н. А., Репкин В. Ф.,
Барвинский Л. Л. Основы теории надеж-
ности и эксплуатации радиоэлектронной
техники. М.: Советское радио, 1964.
550 с.
12.	Шор Я. Б. Статистические методы
анализа и контроля качества и надежности.
М.: Советское радио, 1962. 552 с.

Г л а в a 8. ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ
ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
ЗАДАЧИ И ПРЕДПОСЫЛКИ
СОЗДАНИЯ СИСТЕМЫ
РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
В практике машиностроительных за-
водов АЛ эксплуатируют в действую-
щих цехах неавтоматизированного про-
изводства или в автоматизированных
комплексах, цехах и заводах. В неко-
торых случаях несколько линий выде-
ляют в отдельный автоматизированный
производственный участок.
Заготовительные (литейные, кузнеч-
ные и др.) линии, входящие в комп-
лекс, могут находиться в цехе или
в отдельном помещении. Термические
линии устанавливают в одном помеще-
нии со станочным оборудованием, хотя
во многих случаях они имеют режим
3-сменной работы. Контрольно-сбороч-
ные и упаковочные линии размещают,
как правило, в отдельном помещении.
При выполнении высокоточных изме-
рений деталей, обработанных на АЛ,
контрольное оборудование устанавли-
вают в специальных метрологических
(термоконстантных) залах.
Типовые схемы расположения АЛ
в технологических потоках приведены
на рис. 1. Продукция линии может
быть полуфабрикатом для других про-
изводств или готовой продукцией.
Изображенные АЛ на рис. 1, а
образуют комплекс, состоящий из за-
готовительных, станочных, термичес-
ких и других линий; линии одна от
другой отделены накопителями Я,
величина межлинейных заделов влияет
на ритмичность работы других линий.
По схеме, приведенной на рис. 1, б,
продукция линии попадает на глав-
ный сборочный конвейер СК через
промежуточный склад С, размеры кото-
рого ограничены. Ритмичность СК
будет определяться ритмичностью ра-
боты всех АЛ и размером С. По схеме
на рис. 1,5 изделия после обработки
на линиях поступают на склад гото-
вой продукции. При этом ритмичность
работы АЛ будет влиять на обеспече-
ние заданной периодичности отгрузки
со склада готовой продукции.
Производство изделий на АЛ должно
быть ритмичным, синхронным и строго
соответствовать потребностям пред-
приятия. В условиях действующего
производства эксплуатация линии
должна быть организована в соот-
ветствии с фактической загрузкой (в од-
ну смену, одну смену и два дня второй
смены и т. д.). Обязательно должно
быть выделено время для технического
обслуживания оборудования линии.
При организации эксплуатации АЛ
необходимо учитывать специальные
требования к заготовкам. Например,
для заготовок АЛ механической об-
работки необходимо обеспечить ста-
бильность размеров и качества мате-
риалов; наличие базовых поверхностей,
предназначенных для крепления и
транспортирования деталей; повыше-
ние жесткости детали (при необходи-
мости) путем введения ребер жест-
кости, приливов, платиков; возмож-
ность многошпиндельной обработки на
рабочей позиции и подвода кондук-
торных втулок, если это необходимо
для обеспечения заданной точности
обработки; обеспечение требований вхо-
да и выхода инструмента при обра-
ботке (отсутствие наклонных отвер-
стий у корпусных деталей по отноше-
нию к плоскости подвода режущего
инструмента).
Если получаемые заготовки не соот-
ветствуют требованиям обработки на
АЛ, то следует организовать специаль-
ный участок для их доделки согласно
требованиям технических условий.
В некоторых случаях целесообразно
внедрить на линии блокировочные и
сортировочные устройства, позволяю-
щие отбирать на доработку часть заго-
товок, имеющих отклонения от задан-
ных требований.
Под инструментальной оснасткой
для станочных АЛ понимается комп-
лекс, состоящий из режущего и вспо-
могательного инструмента (для быстро-
го закрепления режущего инструмента

266
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
а)
б)
в)
Рис. 1. Типовые схемы расположения АЛ в
технологических потоках
на станке), а также приспособлений
(или приборов) для предварительной
настройки режущего инструмента (или
комплекта режущего и вспомогатель-
ного инструмента) на размер вне
станка. Все типы АЛ должны быть
оснащены только быстросменной ин-
струментальной оснасткой и настраи-
ваться на размер с помощью специаль-
ных приспособлений (лучше вне стан-
ка). Режущий инструмент должен быть
повышенной стойкости и надежности;
его изготовляют и затачивают по спе-
циальным техническим условиям; кон-
струкция должна обеспечивать фор-
мирование стружки, не мешающей
автоматическому циклу работы обору-
дования. Инструментальное хозяйство
должно быть обеспечено заточными и
доводочными станками, контрольно-
измерительными приборами и т. д.
Для абразивного инструмента должны
быть предусмотрены балансировочные
и испытательные стенды.
Ремонтная служба должна быть
обеспечена общей технической и спе-
циальной ремонтной документацией
на все оборудование. Рабочие места
для проведения ремонтов должны быть
организованы вблизи линии, оснащены
оборудованием и приспособлениями,
комплектом часто требующихся запас-
ных частей и материалов, системой
связи. Ремонтная служба должна
иметь диагностическое и технологи-
ческое оборудование, специальный сле-
сарный инструмент, оснастку, приспо-
собления, грузоподъемные средства,
механизированные средства обслужи-
вания (уборочные, маслозаправочные,
моечные и другие машины).
Для организации рациональной экс-
плуатации АЛ необходима специальная
подготовка кадров: обучение соответ-
ствующим профессиям в учебных заве-
дениях (ПТУ, техникумах, вузах),
а также стажировка на заводе-изгото-
вителе АЛ в процессе ее сборки, на-
ладки, испытания и сдачи в промыш-
ленную эксплуатацию.
При эксплуатации АЛ целесообразна
бригаднаяvформа обслуживания. Ве-
дущие наладчики должны иметь ква-
лификацию шестого разряда, а в со-
ставе бригады могут работать рабочие
с пятым и четвертым разрядами. Разра-
ботку организации эксплуатации целе-
сообразно осуществить параллельно-
с проектированием и изготовлением
АЛ и оформить в виде проекта по ор-
ганизации рациональной эксплуата-
ции АЛ.
На этапе составления заявки на АЛ
используется информация о факти-
ческих производительности, надежно-
сти и точности обработки, а также
о стоимости оборудования. Эти сведе-
ния позволяют уточнить целесообраз-
ность заказа новой АЛ.
На этапе проектирования исполь-
зуется информация об отдельных пока-
зателях оборудования: надежности,
производительности и точности обра-
ботки, что позволяет существенно повы-
сить достоверность проектных расче-
тов. На этапе изготовления используют
сведения об отказах оборудования и
стабильности его показателей в про-
цессе длительной эксплуатации. По
этой информации совершенствуются
технологические процессы изготовле-
ния деталей и сборки узлов и агрега-
тов, а также методы приемо-сдаточных
испытаний АЛ.
АЛ относятся к специальному обо-
рудованию, условия эксплуатации ко-
торого на стадии проектирования не-
могут быть регламентированы пол-
ностью. В первый период эксплуата-
ции технические данные АЛ сравни-
вают с проектными, а в дальнейшем
их производственные резервы можно
оценить только по специальной ме-
тодике.
Вследствие статистической природы
характеристик надежности, произво-

СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ 267
дительности и точности обработки’на
АЛ проектант предусматривает оп-
деленный запас производительности
и точности, что существенно облегчает
сдачу АЛ в промышленную эксплуата-
цию (часто с первого предъявле-
ния).
После изготовления и сдачи в про-
мышленную эксплуатацию АЛ рабо-
тает в условиях, предусмотренных
проектом по организации ее рацио-
нальной эксплуатации, разработанным
на стадии проектирования и изготов-
ления линии. При длительной экс-
плуатации условия производства от-
личаются от оговоренных в проекте.
Эти отличия могут касаться фактиче-
ских показателей надежности обору-
дования и инструментов, регламента
технического обслуживания, состава
и квалификации обслуживающего пер-
сонала, качества заготовок и * т. д.
В процессе длительной эксплуата-
ции реальная производительность и
другие показатели АЛ (ритмичность,
затраты на эксплуатацию) не остаются
постоянными из-за изменения потреб-
ности в продукции и квалификации
персонала, внедрения прогрессивных
методов обслуживания и т. д. В тече-
ние периода эксплуатации АЛ является
объектом существенно нестационарным,
поэтому любые ее оценки должны
быть связаны с определенным интер-
валом времени. Вместе с тем на огра-
ниченных интервалах времени с опре-
деленным приближением можно рас-
сматривать линию как стационарный
объект. Рассмотрим оценку производ-
ственных резервов АЛ и общую ме-
тодику приближения фактических по-
казателей линии к производственному
потенциалу путем разработки системы
рациональной эксплуатации АЛ
(рис. 2).
Производственный потенциал П (/)
АЛ есть количество продукции, кото-
рое может выпустить АЛ в единицу
времени при фиксированных затратах
на мероприятия по реализации новых
технических и организационных тре-
бований, возникающих в процессе
эксплуатации.; Производственный по-
тенциал является функцией техниче-
ского состояния линии и предъяв-
ленных требований в момент вре-
мени t.
Рис. 2в Схема создания системы рацион
нальной эксплуатации АЛ
Верхний предел производственного
потенциала /7тах (/) — максимальное
количество продукции, которое может
выпустить АЛ в единицу времени при
затратах, не превышающих стоимости
линии, удовлетворяющей новым тех-
ническим и организационным требо-
ваниям производства. Новая линия
всегда дает больший прирост произ-
водительности, чем усовершенствован-
ная действующая.
Представим П (/) для станочной АЛ
как шестимеоную вектор-строку:
Ж) = ф, ДБ, К1, К*в, Кр, £зф
причем Q = Q3;	а; ф> Ь\
/<*в > d> S 3/ з-Здесь Q “
производительность АЛ; Q3 — задан-
ное значение производительности в кон»

268
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 3. Графическая модель производствен-
ного потенциала АЛ
кретных условиях производства; АЛ—
показатель уровня брака; Кд, —
показатели качества продукции; /<р—
коэффициент ритмичности; a, b, с, d —
ограничения на уровень брака, пока-
затели качества и коэффициент рит-
мичности, установленные в соответ-
ствии с заданием по совершенствованию
системы эксплуатации; 3j — затраты
на внедрение /-го мероприятия по
совершенствованию системы эксплуа-
тации; 3 — ограничение на затраты
25;. Рассчитать производственный по-
/
тенциал — это вычислить определен-
ное количество показателей.
Запишем соотношения между
Яф(/), 77(/) и П тах (0:
П (t) < Птзх (0, где Пф (/) — ко-
личество продукции заданного ка-
чества, которое выдает линия в кон-
кретных условиях производства.
На рис. 3 приведена графическая
интерпретация значений Птах (/) и
77ф (^), а также область П (Z).
Рис. 4. Формирование производственного
потенциала АЛ
Достижение производственного по-
тенциала АЛ связано, как правило,
с осуществлением ряда организацион-
но-технических мероприятий. Произ-
водственный потенциал оценивают
в фиксированных временных интер-
валах (шагами) Tlf Т2, Ti, где i —
номер шага, на котором внедряют
мероприятие.
На рис. 4 приведен график формиро-
вания производственного потенциала
АЛ за период ее использования. Как
видно, показатели линии изменяются
скачкообразно по мере возникновения
новых требований производства. Неко-
торое улучшение показателей АЛ,
отображенное в виде наклона линии
под углом ai, обеспечивается соответ-
ствующие изменением эксплуатацион-
ных расходов.
Производственный потенциал реа-
лизуется путем внедрения в момент 7\
при эксплуатации АЛ специальных
мероприятий, обеспечивающих повы-
шение технических показателей обо-
рудования.
Для оценки различных мероприятий
предлагается использовать два кри-
терия: минимум приведенных затрат
на выполнение новых технических и
организационных требований или мак-
симум эффективности от внедрения
мероприятия.
Каждый из шести факторов, опре-
деляющих производственный потен-
циал, выражается в виде функций
от п мероприятий	(ТИу):
Q =	Л42,	.	.	Мп); '
М2,	.	.	.,	/Ил);
4=^1. М2,	.	.	Мп);
4 =	м2, . . мпу (1)
ЯР=/6(М1. М2, . . Мп);
3 = /6(М1> М3, . , Мп). j
I? Рассмотрим формирование зависи-
мостей (1) на примере двух составля-
ющих; производительности Q и сум-
марных затрат 3 на внедрение меро-
приятий. Примем эти функции как
аддитивные, линейно зависящие от
каждого мероприятия: Q -- AljMf,

СОЗДАНИЕ СИСТЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ 269
3=2 3jMj, где Mj принимает одно
из двух значений (0 или 1). Если
Mj = 1, то /-е мероприятие предпола-
гается к внедрению, а целевая функ-
ция оптимального набора меро-
приятий может быть принята как
аддитивная для удельных оценок
Ф(Л1!, м2,мп) =Mj[ 2	
V=1	/
Таким образом, указанная поста-
новка сводится к задаче целочислен-
ного программирования — найти зна-
чения переменных М2, Мп,
которые удовлетворяли бы условиям
2 MjMj = Q3, ДБ(М1( Mn)^za-,
/=1
M^b-,
^В(Л4Р . .	М^>С-,
№(М1, . . Мп)
2 3}М3^3,
/=1
где
1, если мероприятие
ms
состоялось (/ = 1, , .	п);
О в противоположном случае.
Минимум линейной функции этих
переменных можно выразить [как
(3j/Mj) Mj
-> min.
Для аналитического определения
возможности достижения производ-
ственного потенциала АЛ при наложе-
нии ограничений разработана мето-
дика, основанная на направленном
переборе организационно-технических
мероприятий.
Каждое мероприятие определяется
шестью основными технико-экономи-
ческими показателями (Q3, АЛ,
Кд,	Кр, 3) и одним оценива-
ющим, характеризующим каждое
мероприятие по принятому критерию.
Для выбора Мп £ Mj составляют
матрицу состояний при условии про-
ведения всех j мероприятий. Меро-
приятия располагают следующим
образом: вначале те, которые обеспе-
чивают выполнение требований, свя-
занных с ограничениями (например,
гарантии качества продукции), затем
мероприятия, обеспечивающие рост
выпуска продукции AQy. В каждой
группе мероприятия располагают
по оценивающему критерию. Это поз-
воляет компетентному руководителю
принять эвристическое решение
в том случае, когда выполнить полный
перебор невозможно.
Для иллюстрации рассмотрим изме-
нения производственного потенциала
при трех фиксированных значениях
координат и трех переменных (произ-
водительности Q, показателе уровня
брака АЛ и коэффициенте ритмич-
ности Кр).
На рис. 5, а приведена зависимость
П = f (3j), где по оси ординат
отложен ожидаемый прирост произ-
водительности АЛ в результате вне-
дрения каждого из указанных меро-
приятий. Мероприятия М± и ТИ2
обеспечивают необходимое сокраще-
ние брака и улучшение ритмичности
работы оборудования, поэтому для
них допускается отсутствие роста вы-
пуска продукции. По оси абсцисс
последовательно отложены затраты
на каждое мероприятие.
По этим данным можно осуществить
в различных вариантах наборы меро-
приятий, обеспечивающие достижение
значения Q3 при ограничениях а, Ь, с,
d, 3. На рис. 5, б приведены некоторые
варианты этих наборов, построенные
в виде кумулятивных кривых путем
простого перебора. Как видно из гра-
фика, мероприятия М± и ТИ2 остаются
во всех наборах, так как они необхо-
димы для обеспечения выпуска про-
дукции с заданными качеством и рит-
мичностью.
Наборы мероприятий вариантов I
и II обеспечивают выполнение условий
и (Г,)1 > Q3, П (Т,)11 > Q3. Однако
при варианте II затраты материальных
средств меньше, а П (Т^1 > П (Т^11.
В этом случае вариант набора меро-
приятий выбирает компетентный

270
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 5. Формирование набора мероприятий:
Mj —Mi2 — мероприятия
руководитель исходя из целесооб-
разности приближения /7(7\)->
-> /7гаах (Ti), либо на основании тех-
нико-экономических расчетов. Пред-
почтение отдается тому меропри-
ятию, у которого по принятому кри-
терию показатели выше. Вариант III
набора мероприятий не обеспечивает
заданных требований и потому не
рассматривается.
ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ
РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
Процесс длительной эксплуатации
линий не может быть заранее спро-
ектирован и организован так/ чтобы
на все изменения в линии и изменения
внешней среды в процессе ее исполь-
зования были бы известны ответные
действия обслуживающего персонала.
Поэтому необходимо принятие ре-
шений в альтернативных ситуациях
при недостаточности информации.
Условием успешного решения задачи
построения системы рациональной
эксплуатации АЛ является системный
подход. Сравним в общем случае си-
стемныйТподход с подходом, принятым
в практике. Схема эксплуатации АЛ
на основе принятого подхода показана
на рис. 6, а. В результате изучения
информации И наладчики и мастера
службы ОГМ, ОТК, БИХ и другие
.формируют отдельные цели управле-
ния Ц (сокращение простоев, расхода
инструмента, расходов на ремонт, по-
вышение качества выпускаемой про-
дукции, экономия металла и т. п.).
Рис. 6, Схема построения системы рациональной эксплуатации АЛ

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ 271
Рис. 7. Системно-структурная модель синтеза эксплуатации АЛ
Эти цели часто противоречивы. Однако
по каждой цели управления синтези-
руются составляющие С системы. На
основе этих составляющих с учетом
внешних воздействий В система экс-
плуатации линии формируется как
совокупность отдельных подсистем.
Схема системного подхода к по-
строению системы рациональной
эксплуатации АЛ приведена на
рис. 6, б. При выборе цели Ц постро-
ения системы эксплуатации линии,
например повышения производи-
тельности, сопоставляются данные И
(уровень простоев по различным при-
чинам) и разрабатываются различные
организационно-технические меро-
приятия на базе требований Г, форми-
руются подсистемы П и их составля-
ющие К, которые соответствуют друг
другу в рамках системы в целом. На-
пример, для повышения производи-
тельности станочных линий целесо-
образно сократить длительность про-
стоев, связанных с инструментом,
браком и техническим обслуживанием.
На рис. 7 приведена системно-струк-
турная модель создания системы ра-
циональной эксплуатации АЛ. Про-
цесс эксплуатации линии можно пред-
ставить как многоуровневую систему
с отказом и восстановлениями, с опре-
деленным числом обслуживаемых
элементов на каждом уровне и разного
рода требованиями на обслуживание.
Уровень I — поток требова-
ний, предъявляемых к системе упра-
вления для обеспечения автоматиче-
ского цикла работы АЛ. Он
определяется пространственно-вре-
менными отношениями (циклограм-
мой) и логическими связями между
элементами оборудования. Качество
функционирования линии характери-
зует поток отказов оборудования, вы-
званный конструктивными недостат-
ками и нарушением наладки, а также
остановками из-за появления брака
и необходимости технического об-
служивания.
Уровень II — формирование
потоков восстановлений отказавшего,

272
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 8. Эксплуатационные системы АЛ
оборудования, технического обслужи-
вания и ремонта, обращенных к пер-
соналу линии. При этом оборудование
может находиться в ожидании возник-
новения потока заявок. На этом уровне
параллельно формируются потоки
требований на техническое обслужива-
ние и ремонт на основании диагностики
технического состояния АЛ; на базе
этой информации определяют необхо-
димые материальные потоки (напри-
мер, запасных частей) и требования
к службе эксплуатации на принятие
управляющих решений (например,
установление моментов плановых ре-
монтов и их объема), требования на
исследование внешней среды и ситу-
аций, возникающих при эксплуатации
и определяющих принимаемые реше-
ния, состав ремонтной бригады, а так-
же вырабатываются на основании
информации уровней I и II рекоменда-
ции по совершенствованию структуры
АЛ и выбору оптимального соотноше-
ния производительностей ее обору-
дования.
Уровень III — поток требова-
ний персонала АЛ на формирование
материальных потоков: снабжение
материалами, заготовками, запас-
ными частями, инструментом, раство-
рами для различных покрытий. Этот
поток обращен к цеховым службам,
и требования выполняются с учетом
очередей заявок (например, на изго-
товление запасных частей) и поставок
.на рабочие места наладчиков.
Состояние системы эксплуатации
АЛ определяется предыдущим состо-
янием и входными сигналами, посту-
пившими в данный момент времени.
Вся выходная информация формирует-
ся в блоке синтеза системы эксплуата-
ции АЛ, в котором с участием компе-
тентного руководителя может .быть
выработано оптимальное решение.
Эксплуатация АЛ исходя из органи-
зационной структуры должна ре-
шаться путем внедрения эксплуата-
ционных систем. Целесообразно
создать четыре системы: обслужива-
ния; ремонта; контроля и управле-
ния качеством продукции; админи-
стративно-технического управления
(рис. 8).
Система обслуживания
предназначена для обеспечения нор-
мального функционирования АЛ и вы-
полнения работ по техническому уходу
в соответствии с рекомендациями руко-
водства по обслуживанию линии. Эта
работа выполняется наладчиками,
операторами, мастерами и другим
линейным персоналом.
Система ремонта создается
для сохранения АЛ в работоспособном
состоянии, для поддержания, показа-
телей качества продукции и произ-
водительности в соответствии с задан-
ными значениями. Функционирова-
ние этой системы обеспечивается
службами механика и энергетика
с привлечением линейного персонала
АЛ.
Система контроля и
управления качеством
продукции применяется с целью
обеспечения выпуска продукции в со-
ответствии с техническими требова-
ниями и максимального уменьшения
количества брака. Решение этих
вопросов возложено на наладчиков
и ОТК.
Система администра-
тивно-технического упра-
вления предусматривает внедре-
ние рациональной организации и
управления производством на АЛ и
эффективное использование рабочих
и ИТР при ее эксплуатации. Функци-
онально эта система подчиняется на-
чальнику цеха.
Исходным материалом для органи-
зации эксплуатационных систем

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ 273
Рнс. 9. Структурная схема АЛ
в станочных АЛ является комплект
руководящих материалов [7]. Об-
щие рекомендации, приведенные
в РТМ, необходимо уточнить примени-
тельно к условиям конкретного
производства.
Для сравнения различных вариантов
построения системы эксплуатации
АЛ разработана модель, структурная
схема которой показана на рис. 9.
Выделение в модели свойств отдельных
агрегатов и инструментов, а также
операций технического обслуживания
обеспечивает возможность путем
имитационного моделирования оце-
нить эффективность различных меро-
приятий, предполагаемых для внедре-
ния на АЛ. Модель функционирования
АЛ представляет собой цепь череду-
ющихся звеньев двух родов: звенья
первого рода — участки линии; звенья
второго рода — условные накопители
для хранения запасов полуфабрикатов.
Каждая пара звеньев цепи является
единым элементом, все элементы пере-
нумерованы по порядку.
Совокупность всех транспортных
устройств и накопителей одного услов-
ного элемента называют условным на-
копителем. Отнесем весь транспорт
и все накопители, расположенные ме-
жду f-м и (f + 1)-м участками, к i-му
условному накопителю. Введем обо-
значения: Ct — участки АЛ (f = 1, m);
Hi промежуточные накопители (i =
= 1, т — 1).
Промежуточный накопитель Hi на-
ходится между участками Cf+1 и С?-
Вместимость накопителя Hi обозна-
чим Zi (0<zZi<Z оо).
На линии с гибкой связью могут,
параллельно выполняя одни и те же
операции, независимо действовать
р участков. Первичный накопитель Н$>
имеет неограниченный запас загото-
вок, накопитель Нт+± — склад не-
ограниченной вместимости, куда по-
ступают готовые изделия.
Модель АЛ работает следующим
образом: если в накопителе Hi_r нет
заготовок, то участок Q после завер-
шения обработки останавливается,
а при переполнении накопителя Hi
участок Ci останавливается после за-
вершения обработки детали, которую
уже нельзя поместить в накопитель.
Длительность обработки детали
(цикл) тнг* для участка Ci можно при-
нять постоянной или переменной (при
встройке оборудования с адаптивной
системой управления). Длительности
циклов работы участков и длитель-
ности настроек отдельных агрегатов
АЛ могут быть распределены по лю-
бому закону. Длительности работы
и восстановлений независимы в сово-
купности и на них не влияют потоки
отказов. Участок Ci может отказывать
только во время обработки детали.
Функционирование АЛ рассматри-
вается как взаимодействие ряда регла-
ментированных и нерегламентиро-
ванных потоков. Поток Н отображает
подачу заготовок, поступающих на АЛ.
Потоки случайных отказов каждого
из устройств оборудования обозначены
Qj, где / — номер устройства оборудо-
вания. Они могут быть подчинены
любому закону распределения слу-
чайных величин. В модели предусмо-
трена возможность имитации раз-
дельного возникновения отказов
оборудования и инструментов. Потоки
случайных отказов инструментов
Qik (k — номер группы инструментов)
отображают k — группы инструментов
с одинаковой стойкостью, подчини-

274
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
ющихся также любому заданному
закону распределения.
В модели предусмотрено, что АЛ
обслуживает бригада наладчиков
и ремонтников, состоящая из q чело-
век, занятых устранением внезапных
отказов оборудования (планово-
предупредительный ремонт обычно
проводят в специально предназначен-
ное время и в выходные и праздничные
дни), а также выполняющая опре-
деленный объем работ по регламенти-
рованному техническому обслужива-
нию (РТО).
На рис. 9 поток заявок на РТО
обозначен через Gp., где р — вид ра-
боты (плановая смена групп инстру-
ментов, уборка стружки, выбороч-
ный контроль и т. д.). Длительность
каждого вида работ при плановом
техническом обслуживании задается
по определенному закону распределе-
ния; в частном случае можно принять
длительность обслуживания постоян-
ной. Оборудование останавливают
на плановое обслуживание (длитель-
ностью /) после обработки N деталей
или по истечении календарного вре-
мени t (длительностью /х), причем
могут быть случаи, когда q г (на
линиях с жесткой связью) и q г
(на линиях с гибкой связью). При
q г сразу после возникновения
•отказа приступают к его ликвидации.
При q <Zr отказ ставят в очередь
и устраняют по правилу: первый от-
каз заявлен, первый и устраняется.
Число одновременно возникающих
отказов в линиях с гибкой связью
может быть равно г. Модель имитирует
также работу, выполняемую обслу-
живающим персоналом. Все отказы
Время наработок, Ч
Рис. 10. Схема выделения из календарного
времени последовательности интервалов,
наработок и восстановлений;
.1, 2, 3, 4 — интервалы
длительностью меньше некоторого
времени t (tB < t) устраняются налад-
чиками, а отказы с tB > I устраняются
с участием дежурных слесарей-ремонт-
ников. Ряд работ, выполняемых на-
ладчиками без остановки оборудова-
ния (контроль качества обработки,
проверка состояния инструментов),
учитывается при определении их
загрузки. Из-за недостатков в экс-
плуатации оборудования АЛ модель
процесса отказов и восстановлений,
соответствующая закону Пуассона,
может не соответствовать реальным
условиям эксплуатации вследствие
нарушения условий стационарности
и отсутствия последействия, характе-
ризующих простейший поток. Раз-
работана методика проверки на
допустимость использования одно-
родного закона Пуассона в качестве
модели процесса отказов и восстано-
влений АЛ с жесткой связью [5].
В качестве исходной информации ис-
пользована последовательность со-
стоянии линии работа — отказ, кото-
рая фиксировалась на шкале времени.
На ней выделяются интервалы между
событиями — две группы состояний:
время чистых восстановлений и
время чистых наработок (рис. 10).
Проведенный анализ интервалов
между событиями ряда линий показал,
что модель простейшего потока не
всегда можно использовать для точ-
ного описания исследуемых процессов.
На рис. И приведена типовая зави-
симость от времени накопленных чи-
сел отказов и восстановлений для АЛ.
На кривых имеются участки, характе-
ризующие резкое возрастание ин-
тенсивности потока событий. Откло-
нение от гипотезы об отсутствии после-
действия объясняется тем, что в ряде
случаев восстановление, последовав-
шее за отказом, не приводит к полному
устранению неисправности. В резуль-
тате' после первичного возникает
повторный отказ и восстановление.
Если повторное восстановление не
привело к полному устранению не-
исправности, то вскоре опять насту-
пает отказ и т. д.
Выяснение причин повторных от-
казов, вызываемых одним источником,
показало, что ими могут быть непра-
вильное определение причины и места

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
275
Рис. 11. Зависимость накопленного числа отказов (а) и восстановлений (б) от времени
отказа или некачественное (неполное)
восстановление. Можно представить
'Следующую картину протекающих
процессов (рис. 12). Каждый первич-
ный отказ (10, 20, 30, ...) вызывает
с определенной вероятностью поток
повторных отказов (11? 12,	21} 22,...
41? ...), а суммарный поток отказов
на определенных уровнях станка или
АЛ является суперпозицией потоков
первичных и повторных отказов. Точно
так же каждое первичное восстановле-
ние может быть неполным, после чего
последует еще несколько восстановле-
ний, пока отказавший элемент не будет
тщательно отремонтирован или за-
менен.
Можно использовать модель вет-
вящегося процесса Пуассона, учиты-
вающую повторные отказы. В этом
случае математической моделью
указанного процесса служит супер-
позиция основного однородного
процесса Пуассона и вспомогательных
процессов с показательным распре-
делением длин интервалов, число
$>ис. 12. Схема процесса эксплуатации АЛ
/при неполном восстановлении отказа:
I — VI — уровни прохождения отказов
которых есть геометрически распре-
деленная случайная величина. Эта
модель была использована для анализа
интервалов наработок и восстановле-
ний ряда линий с жесткой связью
и отдельных участков с гибкой связью
и дала хорошее совпадение с резуль-
татами обследования действующих
линий. Полученные числовые оценки
параметров основного и вспомогатель-
ного процессов могут быть исполь-
зованы для определения необходи-
мости остановки линии на ремонт.
Удельный вес вспомогательного про-
цесса, характеризующего качество
ремонта и обслуживания, достаточно
большой. При анализе одной из линий
из общего числа отказов 114 доля
повторных отказов составляет 35 %,
это свидетельствует о том, что устра-
нение причин возникновения по-
вторных отказов может значительно
повысить эффективность работы АЛ.
ТЕХНИЧЕСКОЕ
ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
Методика технического обслужива-
ния АЛ должна быть основана на при-
нудительной остановке оборудования
в соответствии с его действительным
состоянием. Для распознавания техни-
ческого состояния АЛ, в том числе
получения и оценки необходимой ин-
формации, используют принципы
технической диагностики. Разделим
конечное множество состояний обо-
рудования на две группы. Первое
подмножество состояний включает все
те состояния, которые позволяют стан-
ку, прессу, транспортной системе АЛ
выполнять возложенные на них функ-
ции, т. е. обеспечивать работоспособ-

276
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
ность. Каждое из состояний оборудо-
вания в этом подмножестве характе-
ризует степень приближения к пре-
дельно допустимому. Второе под-
множество состояний включает все те
состояния, при которых на оборудова-
нии АЛ возник отказ, приведший
к потере работоспособности; эксплу-
атировать такое оборудование нель-
зя. Для задач технического обслужи-
вания и ремонтов АЛ при условии
использования диагностики следует
рассматривать только подмножество
состояний, определяющих работо-
способное оборудование. В этом случае
при диагностике АЛ в рассматрива-
емый момент времени выясняют тех-
ническое состояние, оценивают ха-
рактер изменения ее работоспособности
и в ряде случаев прогнозируют воз-
никновение отказа.
Диагностика технического состо-
яния самого оборудования АЛ и ин-
струментов различна. Инструменты
имеют более короткий срок службы,
чем узлы и детали станков. Однако
методы диагностики инструментов,
при которых специальные устройства
фиксируют их целостность или учи-
тывают число отработанных циклов
с выдачей информации на табло обору-
дования, широко применяются в про-
мышленности. К методам диагности-
рования технического состояния
оборудования АЛ относятся проверки
функционирования (выполнение цик-
ла) и точности параметров обрабаты-
ваемых изделий (или норм точности
самого оборудования).
К системе диагностирования тех-
нического состояния АЛ предъявляют-
ся следующие требования:
ее применение должно обеспечить
сокращение простоев оборудования,
существенно не усложняя конструк-
ции и не снижая надежности рабо-
ты;
отказ диагностических устройств
не должен приводить к дополнитель-
ным простоям оборудования;
применение диагностических уст-
ройств не должно существенно удоро-
жать и усложнять систему
обслуживания оборудования;
диагностические устройства долж-
ны быть удобны для пользования
обслуживающим персоналом.
Техническая диагностика АЛ
представляет собой систему, имеющую
информационное, техническое и ма-
тематическое обеспечение, а также
коллектив специалистов, принима-
ющих решение.
Информационное обес-
печение включает способы полу-
чения диагностической информации,
ее хранение и систематизацию. В ка-
честве диагностических критериев
используются временные интервалы
при определении надежности, контроле
производительности, быстродействия
и других аналогичных факторов; эта-
лонные модули для сравнения с фак-
тическими или расчетными значениями
при определении таких параметров,
как мощность, усилия, крутящие мо-
менты, давление, скорости, ускорения
и т. д.; эталонные осциллограммы,
. позволяющие оценивать зависимость
параметров (мощности, усилия ит. д.)
от времёни. Сопоставляя несколько
осциллограмм, получаем динамиче-
скую циклограмму, позволяющую
выявить вредйые взаимодействия меха-
низмов, нарушения заданной после-
довательности их работы и т. п.;
зависимости, определенные корреля-
ционным и спектральным анализами;
например, спектральные методы ре-
комендуется применять при исполь-
зовании виброакустических параме-
тров в качестве диагностических.
Техническое обеспечение предста-
вляет собой совокупность устройств
получения и обработки информации
(диагностические приборы, преобра-
зователи и т. п.). В АЛ применяют
переносные периодические подключа-
емые и автоматические диагностические
устройства. Последние входят в со-
став оборудования. Например, на ста-
ночных АЛ применяются устройства
для контроля наличия смазки в основ-
ных механизмах, точности установки
приспособления-спутника или заго-
товки на приспособлении станка, со-
стояния фильтров системы очистки
СОЖ и т. д. Аппаратура для диагно-
стирования включает серийно вы-
пускаемую тензометрическую и ре-
гистрирующую аппаратуру и устрой-
ства для динамических исследований,
а также различные специальные уст-
ройства (для контроля целостности

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
277
Рис. 13. Граф-дерево логических суждений при поиске отказов у оборудования АЛ:
1 — п — номера сборочных единиц; 1—р — номера частей сборочных единиц; 1 — q —
номера деталей
инструментов, состояния их рабочих
поверхностей). Непосредственное
включение небольших ЭВМ в ком-
плект диагностической аппаратуры
с целью автоматизации постановки
диагноза также целесообразно. Для
углубленного диагностирования от-
дельных дефектов и для прогнозиро-
вания состояния оборудования следует
применять, например, аппаратуру для
подробного анализа продуктов износа
в смазке и тепловых полей, радио-
изотопную и лазерную аппаратуру,
аппаратуру для измерения и анализа
вибраций, для выявления усталостных
повреждений деталей. Эту аппаратуру
целесообразно сконцентрировать
в условиях завода в специальной ди-
агностической лаборатории.
Математическое обес-
печение содержит алгоритмы и
программы для распознавания техни-
ческого состояния.
Задачу поиска неисправностей раз-
бивают на ряд подзадач, которые,
в свою очередь, сводятся к некоторым
элементарным задачам. Эвристическая
программа решения элементарных
задач строится путем анализа оче-
видных свойств причинно-следствен-
ных связей: циклограммы работы обо-
рудования, взаимосвязи между от-
дельными единицами отказов и при-
знаков их возникновения. Эвристи-
ческую программу установления
места (причины) отказа составляют
на основе процедур анализа граф-
дерева логических суждений. При-
менительно к задаче поиска неисправ-
ностей в оборудовании станочной АЛ
граф-дерево логических суждений
имеет вид, показанный на рис. 13.
На АЛ система управления не имеет
достаточного количества аппаратуры
на всех уровнях, поэтому фактическое
граф-дерево логических суждений
будет охватывать только часть ветвей
(выделенных на рис. 13), причем пер-
спективные ветви граф-дерева от-
казов, т. е. несущие большие информа-
ции, могут быть исследованы на более
глубоком уровне, для чего еще при
проектировании линии предусматри-
вают установку дополнительных
преобразователей состояния.
Вершина граф-дерева обозначает
исходную информацию; в объекте воз-
ник отказ, требующий остановки обо-
рудования (в нашем примере — ли-
нии). Затем переходят к позициям
следующего уровня, в нашем при-
мере — агрегатам, причем процедура
поиска развивается вширь.
Выявляют отказавший агрегат
(или агрегаты). Переход на следу-
ющий уровень (сборочные единицы)
развивается вглубь только у того
агрегата, в котором возник отказ.
При дальнейшем анализе переходят
на следующий уровень (деталь). Кри-
терием окончания поиска является
получение сигнала о месте (причине)
возникновения отказа с самого низ-
кого уровня — конкретно, с какой
деталью произошел отказ.
Выбор диагностического пара-
метра для конкретного агрегата про-
исходит в соответствии с общими

278
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 14. Схема обобщенного алгоритма оценки технического состояния АЛ
правилами технической диагности-
ки.
На рис. 14 показан обобщенный
алгоритм оценки технического со-
стояния станочной АЛ с жесткой
связью по диагностическому параме-
тру «длительность цикла».
Диагностика АЛ по про-
изводительности и точ-
ности основана на изучении ста-
тистических характеристик оборудо-
вания и может быть названа статисти-
ческой. Для АЛ получил распростра-
нение метод специальных наблюдений
(«пассивных» производственных экс-
периментов), заключающийся в обоб-
щении и статистическом анализе дан-
ных эксплуатации. Метод позволяет
выявить резервы в условиях действу-
ющего производства, наметить меры
по конструктивному улучшению
оборудования при новом проектирова-
нии. Проводят два типа исследований
АЛ: кратковременные периодические

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
279
,(10—30 смен) и долговременные (16—
18 месяцев) систематические. При-
менительно к станочным АЛ разра-
ботаны специальные методики: для
кратковременных и долговременных
наблюдений, имеющих общие схему
построения и обработку документов
для их совместного использова-
ния [2, 3].
Цели кратковременных исследова-
.ний: определение фактических экс-
плуатационных показателей по линии
и по отдельным элементам (степень
.загрузки, баланс производительности,
показатели: надежности, точности
обработки и технико-экономические);
получение сведений, позволяющих
улучшить эксплуатационные показа-
тели изучаемой линии на основе ра-
ционализации системы эксплуатации
и улучшения конструкции линий и
комплектующего оборудования.
При кратковременных наблюдениях
не могут быть зафиксированы отказы
с низкой интенсивностью, например
отказы элементов оборудования,
подверженных постепенному износу
и старению, т. е. имеющих наработку
ла отказ, превышающую период из-
учения. По этой же причине кратко-
временные наблюдения не проводят
в периоды плановых ремонтов. Основ-
ные цели долговременных наблюде-
ний — выявление отказов со средней
и низкой интенсивностями (в том числе
отказов, устраняемых в период вне-
плановых и плановых ремонтов) и
установление причин и трудоемкости
их нахождения и устранения, а также
составление на этой базе нормативов
времени на ремонт и обслуживание;
определения ремонтопригодности;
установление номенклатуры и расхода
запасных частей, численности и ква-
лификации ремонтного персонала.
Для диагностики технического
•состояния оборудования по точности
обработки используют сведения об
уровне настройки оборудования и дли-
тельности работы без участия персо-
нала.
Для диагностики меха-
низмов с электрическим
.приводом наиболее часто при-
меняют метод эталонных осцилло-
грамм. В ряде случаев необходимо
учитывать упругость деталей, силу
трения, зазоры. При этом следует
проводить исследования с использова-
нием математических моделей меха-
низмов на ЭВМ.
Для диагностики меха-
низмов с гидравлическим
и пневматическим при-
водом используют метод временных
интервалов, который совершенствует-
ся путем установки конечных выклю-
чателей, контролирующих моменты
прохождения механизмов промежу-
точных точек хода, ограничивающих
участки разгона, торможения и т. д.
В отдельных случаях (например, при
движении механизма, близком к рав-
номерному) используется метод эта-
лонных осциллограмм.
Техническое обслуживание АЛ имеет
целью предотвратить или свести к ми-
нимуму простои оборудования и соз-
дать условия, необходимые для под-
держания нормальной работоспособ-
ности линии в течение всего срока ее
службы.
Техническое обслуживание заклю-
чается в выполнении следующих
мероприятий: подготовке линии к ра-
боте, снабжении линии заготовками,
инструментом, оснасткой, маслами,
смазочно-охлаждающей жидкостью
(СОЖ); выполнении работ по загрузке
заготовками, ежедневной смазке,
доливке смазочно-охлаждающей жид-
кости, уборке стружки, чистке обору-
дования; активном наблюдении за
работой, своевременном выявлении
и предупреждении неисправностей;
устранении простейших отказов пу-
тем замены или восстановления дета-
лей и сборочных единиц, переналадки
линии и т. д.
Техническое обслуживание линии
должно быть регламентированным.
Практика эксплуатации линий под-
тверждает, что неплановое обслужива-
ние приводит к резкому возрастанию
отказов оборудования, снижению
его долговечности и к общему росту
производственных затрат.
По результатам контроля техниче-
ского состояния оборудования авто-
матически вырабатываются необходи-
мые рекомендации по проведению тех-
нического обслуживания и ремонтов.
Основные положения регламентиро-
ванного технического обслуживания

280
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
следует разрабатывать на стадии про-
ектирования линии с последующим
уточнением их заводом-потребителем
АЛ на основании приобретенного опы-
та эксплуатации с учетом сложившихся
производственных условий в цехе (на
заводе).
При составлении плана обслужива-
ния оборудования линий уточняют
объем работ, составляют план-регла-
мент и рассчитывают численность об-
служивающего персонала, опреде-
ляют его техническую оснащенность.
Основным документом, определя-
ющим объем и последовательность ра-
бот технического обслуживания обо-
рудования АЛ, является план-регла-
мент. План-регламент разрабатывает
предприятие, эксплуатирующее АЛ,
на основании технической документа-
ции проектной организации и завода-
изготовителя с учетом опыта эксплуа-
тации. При разработке плана-регла-
мента учитывают и анализируют рабо-
ты по обслуживанию всего оборудова-
ния в цехе, устанавливают необходи-
мые затраты и выбирают оптимальный
вариант обслуживания. Внедрение
плана-регламента обслуживания дол-
жно быть осуществлено на основе рас-
четов по нормативам на обслуживание
линии.
Сроки выполнения работы по об-
служиванию линий зависят от числен-
ности обслуживающего персонала и
организации работ, т. е. от возможно-
сти концентрации работ, организации
рабочих мест, наличия вспомогатель-
ных служб (инструментально-разда-
точных кладовых, заточного отделе-
ния), наличия средств контроля за
состоянием оборудования и т. д. Нор-
мативы времени на техническое обслу-
живание оборудования станочных ли-
ний приведены в работе [6].
Производительность труда персо-
нала зависит от его организации и ма-
териально-технического обеспечения,
т. е. от наличия вспомогательных пло-
щадей для хранения заготовок, инст-
румента, приспособлений, штампов,
контрольно-измерительных средств; от
организации стационарных рабочих
мест; от наличия контрольно-измери-
тельных устройств для контроля об-
рабатываемых изделий и проверки
точности оборудования, приспособле-
ний для настройки и наладки инстру-
мента вне станков, устройств для про-
верки работоспособности линии (в том
числе устройств диагностики состоя-
ния оборудования), транспортных уст-
ройств для доставки заготовок, инстру-
мента, материалов, слесарного ин-
струмента, приспособлений и материа-
лов для ухода за оборудованием, вы-
полнения регулировок подналадок; от
возможности применения устройств для
чистки и уборки оборудования и окру-
жающих линию площадей; от наличия
технической документации на оборудо-
вание АЛ (инструкций, описаний,,
правил пользования и др.).
Для принятой системы обслуживания
оборудования каждой АЛ разрабаты-
вают нормативные документы — карты
организации труда обслуживающего
персонала на линии; типовые карты
организации труда наладчика, опера-
тора, контролера на станочных АЛ.
Карты определяют организацию обслу-
живания АЛ на каждом рабочем месте;
они являются руководящим докумен-
том для административно-техническо-
го персонала, инструктивным материа-
лом для обслуживающего персонала и
документом, по которому контролиру-
ют систему обслуживания.
Макет карты организации труда на-
ладчика приведен на рис. 15. Требова-
ния к техническому обслуживанию для
различных АЛ в каждом конкретном
случае специфические. Например, на
сборочных линиях необходимо удалять
из потока не полностью собранные
изделия, доукомплектовывать собира-
емые изделия, возвращать не полно-
стью собранные изделия на повторный
цикл и т. п.
Подготовка к пуску
производится в начале рабочего дня.
Персонал выполняет пуск АЛ в следу-
ющем порядке: осмотр оборудования
для выявления внешних видимых не-
исправностей (поломок, трещин, течи
масла); проверка нахождения всех
механизмов и агрегатов линии в ис-
ходном положении; проверка уровня
масла по маслоуказателям в баках,
резервуарах, бачках для смазки; про-
верка состояния режущих инструмен-
тов; ознакомление с записями непо-
ладок в журнале работы линии, сде-
ланными наладчиками: смазка обору-

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
281
Предприятие				Карта организации труда наладчика				Цех Участок Автоматическая линия (станки)			
I. Исход- ные данные	А. Функции				Б. Схема расположения оборудования и вспомогательных служб на участке			В. Предметы труда		Г. Операции, выполняемые на станках	
	Наимено- вание	Способ п режим выполнения									
											
								Д. Формы организации труда		Е. Нормы труда	
											
								Ж. Оплата труда		3. Разряд работы	
											
II. Рабо- чее место	А. Плани- ровка		Б. Оборудо- вание и оргоснастка			В. Инстру- мент	Г. Обслуживание рабочего места и средства связи				
							Вид обслужи- вания		Исполни- тель		Способ и режим обслужи- вания
											
III. Тру- довой процесс	А. Распорядок рабочего дня						В. Методы и приемы труда				
											
	Б. Трудовой процесс наладчика при обслуживании оборудования в течение смены (комплексы приемов)										
											
IV. Условия труда							V. Требования к исполнителю				
											
Рис. 15. Макет карты организации труда наладчика АЛ
Ю П/р Волчкевича

282
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
дования в соответствии с картой обслу-
живания системы смазки; проверка
отключения вводного автомата после
подачи напряжения кнопкой «Аварий-
ный стоп»; подача звукового (или свето-
вого) предупредительного сигнала пе-
ред запуском электродвигателей; пуск
линии на холостом ходу или в наладоч-
ном режиме; проверка давления в аг-
регатах гидросистемы; включение си-
стемы смазки, проверка работы системы
охлаждения, устранение замеченных
неполадок; включение электродвига-
телей на 5—10 мин перед пуском ли-
нии на автоматический цикл; включе-
ние системы смазки за 20 мин до на-
чала работы оборудования, имеющего
гидродинамические подшипники; про-
верка запаса заготовок с учетом гра-
фика их доставки на линию; включение
линии в работу на автоматическом
цикле.
Межсменную передачу линии следует
производить в ее рабочем состоянии
или в период коротких остановок.
При межсменной передаче АЛ целе-
сообразно сохранить полуфабрикаты
на рабочих и холостых позициях ли-
нии, а также нельзя снимать настроен-
ные инструменты. При остановке ли-
нии в конце смены необходимо подать
команду «предварительный стоп» или
не подавать команду на начало сле-
дующего цикла. После остановки агре-
гатов линии в исходном положении
необходимо снять напряжение. При
сдаче линии сменщику изделия, за-
бракованные контрольными автома-
тами и контролерами ОТК, должны
быть тщательно перепроверены, дол-
жен быть отделен окончательный и
исправимый брак. Окончательный брак
после соответствующего оформления
передают в изолятор. Исправимый
брак обычно исправляют в наладоч-
ном режиме на оборудовании линии.
Перед окончанием смены должны
быть проведены все работы по уборке
линии, не вызывающие ее остановки.
При большом количестве отходов, стру-
жки (особенно чугунной) необходимо
остановить линию и произвести чист-
ку оборудования. Длительность вы-
полнения этой операции 15—20 мин.
Все замечания об основных неисправ-
ностях, особенностях в работе обору-
дования, отклонении качества загото-
вок и инструментов наладчики заносят
в журнал и сообщают сменщикам.
Подготовка заготовок
состоит в доставке их на линию тран-
спортными рабочими. Доставку произ-
водят в унифицированной оборотной
таре определенной емкости, обеспечи-
вающей использование погрузчиков и
многоярусное хранение в штабелях
и стеллажах. Качество заготовок прове-
ряет ОТК перед поступлением их на
автоматическую линию. Заготовки, от-
вечающие установленным техниче-
ским требованиям, снабжают сертифи-
катом качества.
Доставка заготовок на линию долж-
на быть организована так, чтобы была
исключена возможность простоя по
причине их нехватки. Для обеспечения
этого условия должен быть разработан
график снабжения линии заготовками,
обеспечивающий среднюю произво-
дительность линии и оптимальный
объем страхового запаса. График дол-
жен содержать сведения о периодич-
ности доставки, числе заготовок в ка-
ждой доставляемой партии, массе до-
ставляемого груза, общем числе доста-
вляемых заготовок (с учетом заготовок
в предыдущих доставках).
Наладчик или оператор в течение
смены обязан периодически проверять,
поступают ли вовремя и в требуемом
объеме заготовки, а также качество
заготовок на соответствие техническим
требованиям. При нарушении графика
доставки или неудовлетворительном
качестве заготовок оператор (наладчик)
должен оповестить об этом руководство
цеха.
Операции загрузки-разгрузки на ли-
ниях выполняют операторы. Для ав-
томатизации процесса загрузки-раз-
грузки используют различные сред-
ства (рис. 16). Кассеты используют
для изделий типа валов; заготовки
поступают из заготовительного цеха
и устанавливаются на загрузочную
позицию в ориентированном поло-
жении (установка и снятие кассеты
занимают 2—3 мин без остановки ли-
нии). Транспортные системы исполь-
зуются для тяжелых корпусных изде-
лий. Они состоят из' подвесного цеп-
ного транспортера, связывающего ли-
нию с заготовительным цехом или
складом, рольганга и поворотного за-

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
283
Рис. 16. Схемы автоматизации загрузки заготовок на линию.
а — с помощью- кассет; 1 — кассета; 2 — заготовки; «5 — подставка; б — с по-
мощью подвесного транспортера; 1 — транспортер; 2 — поворотный загрузчик;
3 — рольганг; 4 — заготовка; 5 — подвесной цепной транспортер; 6 — приспособление-
спутник; 7 — транспортер возврата; в — с помощью промышленного робота; / — кассета;
2 — транспортер; 3 -- промышленный робот; е — загрузочный ротор
грузчика о Загрузка заготовок в при-
способление-спутник, поступивших
с транспортера возврата, производится
поворотным устройством. Промышлен-
ные роботы вынимают заготовки из
кассеты, собранной в заготовительном
цехе, и укладывают на транспортер
линии.
В роторных АЛ благодаря высокой
производительности (до 1200 деталей
в минуту) без автоматической загрузки
эксплуатация невозможна. Поэтому
10*
во всех конструкциях линий использу-
ются бункерные устройства, обеспечи-
вающие как подачу штучных заготовок,
так и загрузку сыпучих материалов, их
дозирование и взвешивание с последу-
ющей подачей доз в определенные ем-
кости. На рис. 17, г показана типовая
конструкция ротора для объемного
дозирования пресс-порошка. С транс-
портера пресс-порошок поступает
в бункер 7, установленный на непод-
вижном диске 2. Дозаторы 3 запрессо-

284
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 17. Приспособление для настройки
жестких опор вне станка
ваны во вращающемся диске 4 ротора.
Утечка пресс-порошка в зазор между
дисками 4 и 5 отсутствует. При вра-
щении ротора и диска 4 доза в дозаторе
доставляется к лотку 6 и оттуда в ем-
кость. Рычажная система 7 обеспечи-
вает ссыпание пресс-порошка. Вал 8
ротора приводится во вращение через
зубчатое колесо 9 системы привода
транспортного движения роторной ли-
нии. Центральный вал 11, получающий
вращение через шкив 10, имеет в верх-
ней части эксцентрик, обеспечиваю-
щий вибрацию диска с дозаторами.
На сборочных АЛ загрузка отдель-
ных деталей в ориентированном виде
на рабочие позиции производится также
с помощью различных бункерных
устройств. При выборе типа бункерных
устройств необходимо учитывать, что
комплектующие детали хранятся на-
валом, поэтому в процессе выборки из
общей массы, ориентации и выдачи
они подвергаются галтовке. Для дета-
лей, поступающих на автоматическую
сборку, это недопустимо.
На штамповочные линии заготовка
(лента, прокат различного сечения)
поступает в бунтах. Будучи свернутым
в бунт, материал сильно деформируется
и поэтому перед обработкой необходимо
проводить его правку.
В условиях обработки на АЛ важ-
ную роль играет подготовка
оснастки. Элементы оснастки
(жесткие опоры на шлифовальных
станках, кондукторные втулки, фик-
саторные пальцы кондукторных плит,
пальцы фиксации заготовок, базовые
планки) имеют относительно неболь-
шой срок службы, поэтому при подго-
товке линии к пуску их проверяет на-
ладчик (или слесарь-ремонтник) и при
необходимости заменяет новыми. Обы-
чно быстройзнашивающиеся элементы
приспособлений и кондукторные втул-
ки заменяют в плановом порядке.
Для сокращения времени на на-
стройку быстроизнашивающихся эле-
ментов, например башмаков, приме-
няют специальные наладочные при-
способления вне линии. На рис. 17
показано приспособление для настрой-
ки жестких опор вне станка. Держа-
тель 3 с вмонтированными башма-
ками 1 и 14 устанавливают при по-
мощи штифтов 6 на плиту 7 приспособ-
ления и закрепляют планкой 5 с по-
мощью рукоятки 4. На валик 9 уста-
навливают эталон^// в 'положение,
когда риски 8 на плите и эталоне сов-
падают. Эталон закрепляют гайкой 10,
Отвинчивая винты 12 хомута зажима
башмаков 1, 14 и вращая винты 13,
обеспечивают соприкосновение рабо-
чих поверхностей башмаков 1 и 14
с поверхностью эталона 1Г, винты 12
закрепляют. После настройки башма-
ков держатель 3 снимают и устанав-
ливают на станок без подналадки,
закрепив с помощью гайки 2.
Для хранения быстроизнашиваю-
щихся элементов и их предварительной
настройки вне станков в условиях
цеха обычно создают кладовую при-
способлений, площадь которой выби-
рают из расчета 0,25—0,4 м2 на один
станок.
Обслуживание систе-
мы смазки оборудования заключа-
ется в замене отработанных масел
(слив отработанного масла из емкости,
ее промывка и чистка, заполнение све-
жим маслом), пополнении масла в ре-
зервуарах, периодическом смазыва*

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
285
нии оборудования, проверке и чистке
системы смазки, сборе и сдаче отрабо-
танных масел, лабораторном контроле
качества рабочих масел.
Ежедневное смазывание оборудова-
ния и контроль за исправностью со-
стояния системы смазки проводят на-
ладчики. Доставку масел к рабочим
точкам линии, долив резервуаров и
замену отработанных масел выполняют
смазчики. В резервуары масло доли-
вают в случае естественного падения
уровня (при технически исправном
состоянии системы). Если уровень
масла снизился вследствие неисправ-
ности системы смазки, то доливать
масло можно только после устранения
неисправности.
В практике эксплуатации линий
применяют разные виды подачи смаз-
ки: вручную, передвижными и стаци«
онарными маслозаправщиками, цен-
трализованную, автоматизированную
централизованную проточную систе-
му. Чистку системы смазки выпол-
няют слесариремонтники с привле-
чением к "работе наладчиков линии
во время технического обслуживания
и при плановых ремонтах.
Сбор отработанных смазочных ма-
сел, подлежащих регенерации, необ-
ходимо проводить раздельно по мар-
кам и сортам, так как при смешивании
масел различных сортов, а также при
смешивании их с пластичными смаз-
ками восстановление первоначальных
качеств отработанных масел невоз-
можно. Сильно загрязненные отрабо-
танные масла следует собирать от-
дельно от менее загрязненных. Лабо-
раторный контроль качества рабочих
масел проводит химическая лаборато-
рия завода.
Для каждой АЛ разрабатывают кар-
ту обслуживания системы смазки, на
которой наносят схематические черте-
жи станков с указанием на них точек
смазки, таблицу потребности линии
в смазочных материалах и таблицу
режима смазки.
При обслуживании
гидросистемы выполняют до*»
лив резервуаров; лабораторный конт-
роль качества рабочих жидкостей;
их замену; проверку и чистку гидро-»
системы. Рабочую жидкость следует
доливать в резервуары в случае сни-
жения уровня при технически исправ-
ном состоянии системы (естественная
убыль масла). Доливают рабочую жид-
кость и контролируют исправность
системы наладчики линии. Доставку
жидкости к рабочим точкам и замену
отработанной жидкости производят
смазчики. Проверку и чистку гидро-
системы следует производить силами
ремонтников с привлечением налад-
чиков.
Работы по замене жидкости рекомен-
дуется выполнять с помощью специ-
альной установки, позволяющей ме-
ханизировать эту операцию, а также
производить периодически фильтрацию
рабочей жидкости, что удлиняет срок
службы масел и повышает надежность
наботы гидрооборудования.
В процессе эксплуатации линии на-
гадчик должен проверять герметич-
ность соединений трубопроводов и
уплотнений (выполнять мезйду сме-
нами, в начале смены); уровень рабо-
чей жидкости в баке; состояние фильт-
рующих элементов (время работы
фильтра между чистками должно быть
установлено на основании наблюдений).
Ручные способы чистки обо-
рудования от пыли и грязи
трудоемкими не обеспечивают хорошего
качества, а способ сдувания вреден,
так как ведет к загрязнению окружа-
ющего оборудования и помещения.
Наиболее рациональный способ — от-
сасывание пыли посредством вентиля-
ционных установок (индивидуальных
или общих). Пыль или стружка соби-
рается посредством фильтров, цикло-
нов или комбинированных устройств,
а очищенный воздух выбрасывается
наружу. При централизованной систе-
ме отсоса пыли в цехе предусматривают
трубопровод с патрубками у оборудо-
вания, при чистке станков к патруб-
кам подсоединяют шланги; при обра-
ботке изделий из одинаковых материа-
лов (особенно из чугуна), должна быть
общая вентиляционная система отса-
сывания стружки и пыли.
Для индивидуального отсасывания
пыли и стружки от станков, а также
для уборки и чистки оборудования или
обрабатываемых изделий служат про-
мышленные пылесосы.
Необходимо принять все меры по
недопущению ^загрязнения пола, на”

286
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 18. Моторная уборочная машина
пример установку кожухов, предо-
храняющих пространство вокруг обо-
рудования от стружки и брызг жидко-
сти. Для уборки произ-
водственной площади
применяют механизированные сред-
ства (при наличии мест для их про-
хода). Например, для регулярной убо-
рки цехов на ВАЗе, АЗЛК и других
применяют моторную уборочную ма-
шину (рис. 18), которая отличается
большой маневренностью, снабжена
боковой круглой щеткой с вертикаль-
ной осью вращения и подкузовной
цилиндрической щеткой. Машиной
управляет оператор. Собираемый му-
сор захватывается подкузовной щет-
кой и поступает в сборник, в котором
с помощью вентилятора поддержива-
ется вакуум.
На большинстве АЛ применяют цен-
трализованные автоматические с и -
стемы уборки стружки.
Однако уборку стружки на станках,
очистку тары, в которую поступает
стружка с транспортера, производят
по мере заполнения тары стружкой,
но не реже двух раз в смену.
Обслуживание раство-
рами агрегатов для тер-
мохимической и других
видов обработки существен-
но зависит от Применяемых составов
растворов. Например, при обновлении
растворов в агрегат для термохими-
ческой обработки в роторной линии
из центральной кладовой кислота по-
ступает в установку для подогрева,
а затем к оборудованию. Излишки ки-
слоты возвращаются на центральный
склад, а отходы удаляются за пределы
цеха и обезвреживаются.
Обслуживание центра-
лизованной системы по-
дачи СОЖ производит специаль-
ная служба, а децентрализованной
(состоящей из бака с отстойниками,
фильтра и насосной установки) — на-
ладчик. Запас СОЖ используется в те-
чение трех-четырех недель (при двух-
сменной работе). Убыль жидкости
вследствие испарения, разбрызгива-
ния, уноса с изделиями и стружкой
периодически восполняют. После уста-
новленного срока работы СОЖ заме-
няют полностью. Отработанная СОЖ
поступает в отделение регенерации.
При замене СОЖ бак станции очищают
от осадков и промывают. Пополнение
и замену СОЖ производят механизи-
рованным заправщиком. Температура
СОЖ в резервуаре не должна быть
выше температуры цеха более чем на
10 °C.
В процессе эксплуатации АЛ необ-
ходимо периодически осуществлять
лабораторный контроль качества ра-
ботающих СОЖ, доливать их в резер-
вуары, заменять отработанные СОЖ,
проверять исправность и чистить си-
стему .
Приготовление, доставку и исправ-
ление состава СОЖ должны произво-
дить только специально обученные ра-
ботники цеха (завода). Обязанность
персонала АЛ — контролировать про-
ведение спецслужбами завода (цеха)
систематического технического об-
служивания системы СОЖ.
Проверку исправности и чистку
системы подачи СОЖ (фильтров, на-
сосов, трубопроводов и других эле-
ментов) проводят один раз в три ме-
сяца, приурочивая сроки выполнения

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
287
этой работы к периодическим осмот-
рам оборудования. Обслуживание про-
изводят слесари-ремонтники с при-
влечением обслуживающего персонала
линии.
Для хранения различных обтироч-
ных и вспомогательных материалов в це«
хе должна быть специальная кладовая;
ее площадь зависит от количества про-
изводственного оборудования (пло-
щадь 0,1 м2 должна приходиться
на каждую единицу производственного
оборудования).
Обслуживающий персонал АЛ ак-
тивно наблюдает за состоянием обору-
дования. При активном наблюдении
наладчик постоянно получает инфор-
мацию о состоянии линии и принимает
меры, чтобы не допустить возникнове-
ния отказа, а в случае возникновения—
остановить оборудование.
При нормальной работе линии налад-
чик обязан: постоянно следить за рабо-
той оборудования по сигналам ламп
пульта информации и экрана дисплея,
наблюдать за состоянием механизмов
станков и транспортных устройств,
проверяя их нормальное функциони-
рование; периодически проверять со-
стояние рабочих кромок инструментов
и качество обрабатываемых изделий;
следить за работой гидросистемы, пе-
риодически проверяя давление и тем-
пературу жидкости, отсутствие уте-
чек; постоянно наблюдать за правиль-
ностью отвода стружки; следить за
подачей СОЖ на станках (особенно
за направлением струи); периодиче-
ски контролировать заполнение нако-
пителей и длительность цикла обору-
дования; регистрировать события, про-
исходящие на линии (длительные про-
стои, проведение планового техниче-
ского обслуживания и ремонта).
Существенную помощь в наблюде-
нии за работой оборудования оказы-
вают сигнальные лампы, информаци-
онные табло и экраны дисплеев. Ин-
формационные системы сигнализи-
руют о состоянии работы встроенного
оборудования, что сокращает время
поиска неисправностей и позволяет
своевременно проводить необходимое
обслуживание.
В процессе активного наблюдения
наладчик периодически обходит ли-
нию, наблюдая за состоянием ее ме-
ханизмов, и выполняет регулировоч-
ные работы без остановки оборудова-
ния.
Вследствие различий свойств матери-
алов заготовок в отдельных партиях,
качества режущего инструмента по-
следний может выйти из строя раньше,
чем наступит плановый срок его заме-
ны, поэтому необходимо установить
критерии затупления инструмента и
периодически проверять его состоя-
ние, особенно на лимитирующих по-
зициях, используя для этого любые
остановки линии.
На АЛ контроль качества обработки
осуществляется автоматическими сред-
ствами и ручными приборами, которые
контролируют размеры обрабатывае-
мых изделий. Контроль точности на-
стройки измерительных средств, в том
числе и автоматических, производят,
используя эталоны.
Даже небольшие отклонения дли-
тельности цикла приводят к сущест-
венному снижению производительно-
сти, что особенно существенно у ли-
ний с коротким циклом. Поэтому на-
ладчик совместно с мастером (техноло-
гом) должны периодически проверять
длительность цикла работы на обслу-
живаемом оборудовании.
Во время работы линии возникают
отказы оборудования (их устраняет
линейный обслуживающий персонал),
а также необходимость смены и под-
наладки (при остановке оборудования)
инструментов.
Длительность устранения отказа за-
висит от ремонтопригодности обору-
дования, квалификации наладчика и
наличия запасных частей. Для бы-
стрейшего восстановления работоспо-
собности оборудования должно быть
организовано соответствующее мате-
риальное обеспечение: промывочные
и заправочные станции, специальный
инструмент, вспомогательные матери-
алы, запасные части и др. Кроме того,
должны быть средства связи для сроч-
ных вывозов ремонтников или другого
обслуживающего персонала (телефон-
ная или диспетчерская связь, система
сигнализации). Поиск неисправностей
заключается в установлении элемента
или группы элементов, которые не
отвечают требуемым параметрам и
не реагируют на заданное воздействие.

288
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
В начале поиска считают, что'^все
элементы оборудования находятся в не-
проверенном состоянии. Для того что-
бы определить, какая из возможных
неисправностей имеет место, необ-
ходимо провести ряд проверок. За-
траты времени на проведение прове-
рок всегда должны быть минималь-
ными; поэтому важным является отра-
ботка типовых методов проведения про«
верок оборудования.
При проверке состояния оборудова-
ния необходимо убедиться в его исправ-
ности, для чего следует проверить
контролируемые параметры (качество
выпускаемой продукции, производи-
тельность и др.). При обнаружении
неисправности нужно установить ме-
сто возникновения и причину.
Для сокращения простоев оборудо-
вания, связанных с необходимостью
подналадки положения инструмента по-
сле его закрепления на АЛ, как пра-
вило, производят предваритель-
ную настройку инстру-
мента в специальных приспособ-
лениях. Приспособления можно раз-
делить на две группы: для настройки
инструмента вне оборудования и не-
посредственно на оборудовании. Вне
станка настраивают быстросменный и
взаимозаменяемый инструмент. Эту
операцию может выполнять наладчик
на столах инструментальных шкафов,
установленных у линий, или настрой-
щик инструмента в отделении для
настройки при инструментально-раз-
даточной кладовой (ИРК) цеха.
Для АЛ (или ее участка) при не-
большом количестве работающего ин-
струмента или больших периодах стой-
кости инструмента, , а также при до-
статочно надежно работающем обо-
рудовании наладчик линии имеет вре-
мя для предварительной настройки
инструмента. При большом количестве
инструмента с малыми периодами его
стойкости, занятости наладчика самим
процессом производства предваритель-
ная настройка инструмента может быть
поручена настройщикам инструмен-
та.
Настройка инструмента на размер
вне оборудования необходима при ав-
томатической подналадке инструмента;
она целесообразна при сокращении
вспомогательного времени на его за-
мену и подналадку и большой загрузке
наладчика линии.
Настройка инструмента на обору-
довании возможна при наличии баз
для установки приспособлений, сво-
бодного доступа к инструменту и
удобства регулировки шпинделя или
рабочей зоны (на прессах). Эта на-
стройка целесообразна в случаях,
да не может быть достигнута требуе-
мая точность обработки из-за погреш-
ности при настройке вне оборудова-
ния, не удается создать быстросмен-
ный бесподналадочный инструмент,
когда точность настройки не лимити-
руется (например, при сквозном свер-
лении с большими холостыми ходами).
Приспособления для настройки на
оборудовании и вне его обеспечивают
различную точность наладочных раз-
меров. Жесткие устройства типа скоб
обеспечивают точность настройки не
более 0,3 мм, а приспособления флаж-
кового типа с жесткой фиксацией
длины инструмента — не более 0,15—
0,2 мм. Индикаторные приспособле-
ния позволяют настраивать - инстру-
мент с точностью 0,01—0,03 мм. При-
способления могут иметь неподвижные
или подвижные упоры (неподвижные
упоры могут быть регулируемыми и
нерегулируемыми). Подвижные упоры
обычно применяют с индикаторами или
другими стрелочными приборами. Ин-
дикаторы следует применять при точ-
ности настройки инструмента выше
0,1 мм. Все приспособления с подвиж-
ными упорами должны иметь эталоны
для настройки.
В приспособлениях с неподвижными
упорами настроечный размер обеспе-
чивает при их изготовлении или сборке.
С целью компенсации износа упоров
целесообразно их делать регулируемы-
ми. Для извлечения настроенного ин-
струмента из приспособления (без пе-
ремещения режущих кромок по упору)
следует использовать отводные, от-
кидные или поворотные упоры. Если
же это условие выполнить невозможно,
то следует предусмотреть между ин-
струментом и упором зазор, который
необходимо проверять с помощью
щупа.
- Наладка блоков инструментов для
прессовых операций проводится на
специальных стендах, совершающих

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
289
Рис. 19. Планировка линии с разбивкой на зоны обслуживания:
Н и О — рабочее место наладчика и оператора; К — контрольная установка; С — станки;
Т — инструментальная тумбочка или полка; 1 — инструментальный шкаф или инстру-
ментальная тумбочка; 2 — верстак слесарный; I — VI — зоны обслуживания
необходимые движения с теми же уси-
лиями (и, если это необходимо, скоро-
стями), что и при работе пресса. Не-
обходимые усилия создаются гидрав-
лическими цилиндрами. Предвари-
тельная установка инструмента про-
изводится по эталону или индикатор-
ному устройству, окончательная —
по результатам контроля пробных за-
готовок. Например, для наладки прес-
сового инструмента роторных АЛ тре-
буются две-три пробные заготовки.
Принудительная заме-
на инструмента является
одной из форм организационного со-
вершенствования обслуживания АЛ.
Ее следует планировать исходя из
установленных периодов стойкости и
периодичности доставки инструмента
к рабочим местам из ИРК. На рабочих
местах должен быть организован тща-
тельный надзор за эксплуатацией ин-
струмента, создан необходимый запас
инструмента и должно быть обеспе-
чено его пополнение.
При внедрении принудительной за-
мены инструмента следует провести
подготовительные работы. АЛ услов-
но делят на зоны обслуживания налад-
чиками (рис. 19). Зона обслуживания
может включать всю линию или не-
сколько станков в зависимости от зат-
рат времени наладчиками. По специфи-
кациям инструмента определяют для
каждой зоны обслуживания состав
технологического комплекта режу-
щего и вспомогательного инструмента
и составляют комплектовочные карты.
Затем корректируют значения периодов
стойкости отдельных инструментов ис-
ходя из конкретных условий эксплуа-
тации и устанавливают их средние зна-
чения. Инструмент каждой зоны об-
служивания делят на группы по пери-
одам и стойкости, составляют графики
принудительной замены инструмента.
Устанавливают периодичность достав-
ки инструмента на рабочие места и
определяют запас, достаточный для
бесперебойной работы в течение вре-
мени между очередными доставками-
инструмента из ИРК. Результаты рас-
чета запасов инструмента на рабочих
местах заносят в комплектовочные
карты. Затем определяют типы ин-
струментальных шкафов для хранения
инструмента на рабочих местах. По
данным комплектовочных карт про-
ектируют панели для хранения ин-
струмента в инструментальных шка-
фах, а затем определяют для каждой
зоны обслуживания необходимое чи-
сло инструментальных шкафов.
По уточненным периодам стойкости
следует установить нормы расхода,
оборотные фонды и нормы запаса инст-
румента в ИРК и центральном инстру-
ментальном складе.
Проектируют и изготовляют необ-
ходимую организационную оснастку
для ИРК и рабочих мест наладчиков,
а также необходимые средства сигна-
лизации и связи. Размещают инстру-
ментальные шкафы на производствен-
ных участках, укомплектовывают их
необходимым инструментом, оснасткой

290
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
и документацией. Оснащают рабочие
места наладчиков необходимыми сред-
ствами сигнализации о наличии ин-
струмента (по контролируемым пози-
циям) и связи с ИРК. После этого
определяют число экспедиторов для
доставки инструмента на рабочие ме-
ста, составляют маршруты и графики
доставки инструмента к рабочим местам
наладчиков и организуют бесперебой-
ную доставку инструмента.
Значительно сокращаются потери
времени на станочных АЛ при груп-
повой замене инструмента, т. е. когда
с заменой одного инструмента, затуп-
ление которого достигло предельно
допустимого значения, одновременно
заменяют и другие инструменты, режу-
щие способности которых использова-
ны на 80—90 %. Групповая замена
инструмента особенно эффективна на
станочных АЛ, так как для замены
инструмента (на некоторых станках
и позициях линии) необходимо снимать
кондукторные плиты или выполнять
работы, требующие значительных за-
трат. времени. Поправочный коэффи-
циент Кем; учитывающий сокращение
затрат времени при групповой замене,
в зависимости от числа одновременно
сменяемых инструментов имеет сле-
дующие значения:
Число инструмен-
тов ................. 1	2	3
7<см................ 1,0	0,84	0,73
Число инструмен-
тов ................. 4	5	>6
Ксм................. 0,67	0,65	0,64
При составлении графика принуди-
тельной замены инструментов действу-
ющей линии прежде всего для каждого
инструмента устанавливают фактиче-
скую среднюю стойкость Тшт. При'
этом из результатов, например, десяти
наблюдений необходимо исключить
слишком высокие значения, не харак-
терные для данного инструмента, и
слишком низкие значения, вы-
званные поломками вследствие откло-
нений качества инструмента или
качества обрабатываемого материала,
а также поломками механизмов линии.
Средние значения стойкости Тшт от-
дельных инструментов сопоставляют и
объединяют в группы так, чтобы зна-
чения стойкости инструмента внутри
данной группы отличались от стойко-
сти лимитирующего инструмента груп-
пы не более чем на 15—20 %. Оборудо-
вание групп инструментов по средним
значениям стойкости следует прово-
дить также с учетом числа инструмен-
тов в зоне обслуживания наладчика,
длительности замены и доли потерь
времени на замену в общем фонде
времени.	__
Средние значения стойкости Тшт
в каждой группе устанавливают крат-
ными одной рабочей смене или допу-
стимому числу замен в смену, которое
может быть приближенно определено,
а также допустимому времени простоев,
связанных с заменой инструмента,
принятому равным 10 % номинального
фонда времени. Если простои по за-
мене превышают 10 % номинального
фонда времени, необходимо сократить
зону обслуживания наладчика или
применить новый инструмент с более
высоким значением стойкости.
Для уменьшения потерь времени,
связанных с заменой инструмента (в на-
чале смены и после обеденного
перерыва), начало работы наладчиков
целесообразно сместить на 15—20 мин
по отношению ко времени начала
работы операторов, чтобы линия была
полностью подготовлена к работе в на-
чале смены.
Графики принудительной замены ин-
струмента следует корректировать в
процессе эксплуатации, потому что
свойства заготовок, а также режущие
возможности различных партий инстру-
мента имеют значительные колебания.
График смены инструмента состав-
ляют для каждого инструментального
шкафа отдельно.
Наименее стойкие инструменты мож-
но заменять на основании сигнала, по-
ступающего от специального устрой-
ства (например, счетчика циклов),
информирующего о поломке или пре-
дельном затуплении.
Инструментальный шкаф станочной
АЛ имеет наклонную трехсекционную
панель с отверстиями для размещения
в них настроенного на размер режущего
и работающего в комплекте с ним вспо-
могательного инструмента и стол с ящи-
ками для размещения отдельных видов
режущего инструмента и приспособ
лений для предварительной его на-

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ АЛ
291
Рис. 20. Счетчик циклов
стройки, а также слесарно-монтажного
и измерительного инструмента. В па-
нель встроены типовые счетчики цик-
лов (рис. 20). Счетчик настраивают на
число циклов, определенных для дан-
ной группы инструментов. При поло-
жении первой стрелки на нуле на
пульте управления зажигается сигналь-
ная лампа (предупреждение наладчика
о необходимости смены группы ин-
струментов), а при достижении нуля
второй стрелкой соответствующая часть
линии останавливается.
Для приближения мест хранения
инструмента к отдельному оборудова-
нию линии применяют инструменталь-
ные полки, установленные непосред-
ственно у оборудования.
Система активного обеспече-
ния АЛ инструментом пре-
дусматривает наличие постоянного за-
паса инструмента в инструментальных
шкафах, достаточного для работы обо-
рудования в течение смены, и попол-
нение его экспедитором инструмен-
тально-раздаточной кладовой по гра-
Рис. 21. Схема движения инструмента:
I — 111 — автоматические линии; 1 — инструментальный шкаф; 2 — секция разбраковки;
3 — секция заточки; 4 — диспетчерский пульт ИРК; 5 — секция комплектования; 6 —
секция хранения

292
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 22. Маршруты транспортирования
режущих инструментов на обменные пунк-
ты автоматической линии:
А — подготовительное отделение; Б —
ИРК; В — хранилище аварийного запаса;
Г — мойка, сушка; ОП — обменный пункт
режущего инструмента; X — тумбочка
для хранения страхового запаса инстру-
мента; С — станки
фику, а также возможность досрочной
доставки инструмента на линию по
сигналу автоматической сигнализации,
имеющейся в инструментальном шка-
фу, или по требованию наладчика по
внутрицеховому телефону.
На ИРК возлагается контроль за
состоянием запасов инструмента на
линии и своевременное пополнение этих
запасов. Для выполнения предусма-
триваемого по данной системе всего
комплеса работ ИРК цеха, эксплуати-
рующего станочные АЛ, в их составе
должны быть организованы специаль-
ные секции по хранению режущего
и вспомогательного инструмента, при-
емке и сортировке бывшего в работе
инструмента и его комплектованию,
а также диспетчерский пункт с подчи-
ненной ему экспедицией (для доставки
инструмента на производственные уча-
стки). Для внутрицехового транспорти-
рования инструмента применяют спе-
циальные контейнеры и малогабарит-
ные электрокары. В сроки, установ-
ленные графиком, экспедитор достав-
ляет инструмент на производственные
участки АЛ, раскладывает его на
панелях инструментальных шкафов,
забирает отработавший инструмент и
доставляет в секцию разбраковки ИРК
для сортировки по назначению. Из
секции разбраковки экспедитор достав-
ляет отработавший инструмент в за-
точное отделение. Обратным рейсом
заточенный инструмент транспорти-
руют в секцию хранения ИРК, откуда
передают в секцию комплектования
для отправки на рабочие места. Описан-
ная принципиальная схема движения
инструмента показана на рис. 21,
а маршрут транспортирования инстру-
ментов — на рис. 22.
Организация доставки инструмента
на линии неразрывно связана с орга-
низацией хранения и комплектования
инструмента. Для доставки целесооб-
разно применять тару, которую можно
было бы использовать и при хранении
Рис. 23. Тара для инструмента

РЕМОНТ АЛ
293
инструмента в ИРК и при транспорти-
ровании его на линии. Конструкция
инструментальной тары должна обеспе-
чивать предохранение инструмента от
повреждений (выкрашивания, забоин,
сколов). Наряду с деревянной все
больше применяют тару из полимерных
материалов. Например, для осевого
инструмента используют футляры из
полимерных материалов, выполненные
в виде пеналов (рис. 23, а), чехлы из
дерматина (рис. 23, б), различные де-
ревянные подставки с отверстиями.
Для хранения и транспортирования
резцов применяют резиновые чехлы
на рабочую часть резца (рис. 23, в).
При большой номенклатуре применяе-
мого однотипного инструмента исполь-
зуют многосекционные деревянные ящи-
ки (рис. 23, г). Для хранения торцовых
фрез применяют деревянные поддоны
с ручками и резиновые чехлы на ра-
бочую часть инструмента (рис. 23, б),
а для червячных фрез, долбяков9
шеверов деревянные и пластмассовые
коробки.
РЕМОНТ АЛ
Установление рекомендуемой
структуры	ремонтного
цикла АЛ базируется на следующих
предпосылках:
необходимости обеспечения экономи-
ческого эффекта от реализации плано-
во-предупредительных ремонтов по
сравнению с преждевременной заме-
ной деталей и сборочных единиц;
необходимости объединения деталей
и сборочных единиц с различными
сроками службы в ремонтные группы
по принципу аналогичности сроков
их службы;
обеспечения кратности сроков служ-
бы отдельных групп деталей.
С учетом рекомендаций ЭНИМСа по
совершенствованию системы эксплуа-
тации и ремонта технологического обо-
рудования, предусматривающих пере-
ход на двухвидовую структуру ре-
монтного цикла, и требований
ГОСТ 18322—78 к текущему и капи-
тальному видам ремонта, например,
для оборудования станочных АЛ, мо-
гут быть рекомендованы структуры
ремонтного цикла (табл. 1).
В общем виде структура ремонтного
цикла станочной АЛ может быть вы-
ражена [4Т~аТ~А], где а = СИ-4 —
показатель переменного числа текущих
ремонтов; Т — текущий ремонт; Д' —
капитальный ремонт.
Особенности построе-
ния структуры ремонтно-
го цикла АЛ разных ти-
пов следующие: 1) для АЛ в целом
не может существовать единого ре-
монтного цикла; 2) каждый из встроен-
ных в линию агрегатов и каждая из
общих для всей линии систем имеет
свою структуру ремонтного цикла;
3) ремонтные циклы встроенного в ли-
нию оборудования должны быть орга-
низационно взаимосвязаны: целесооб-
разно обеспечить кратность межремонт-
ных периодов агрегатов и систем,
входящих в АЛ, с целью сокращения
суммарных простоев при ремонте;
4) с целью более точного учета состоя-
ния оборудования в структуру ремонт-
ного цикла должно быть введено уве-
личенное число осмотров; 5)структура
ремонтных циклов встроенного обору-
дования должна отличаться повышен-
ной гибкостью с целью сокращения
простоев линии: число текущих ре-
монтов в цикле является переменным
и зависит от фактической потребности
в ремонтах.
Для различных АЛ разрабатывается
регламентация системы
технического обслужи-
вания, учитывающая специфику
встроенного оборудования. Например,
для технического обслуживания АЛ
может быть рекомендована следующая
периодичность работ: [Е—Н—2Н—
714—3714—6714—12714], где Е, Н, 2Н,
М, ЗМ, ЗМ, 12714— комплексы работ
по техническому обслуживанию, про-
водимых соответственно ежедневно (£),
через неделю (Я), две недели (2Я),
месяц (714), три месяца (3714), шесть
месяцев (6714) и 12 месяцев (127И).
Для АЛ в целом существует срок
службы, в течение которого реали-
зуются ремонты по системе планово-
предупредительного ремонта (ППР). По
окончании срока службы линия либо
останавливается на модернизацию и
капитальный ремонт, либо списывает-
ся. В связи с этим срок служ-
бы линии может быть принят

294
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
1. Структуры ремонтного цикла оборудования станочных АЛ
Тип оборудования автоматических линий	Структура ремонтного цикла	Число	
		текущих ремонтов	осмотров
Агрегатные станки в ли- ниях с жесткой связью	1 1 Сч 1 1 1 ? 40 1 1? г? 1?	4 — 6	10 — 14
Специальные станки в ли- ниях с жесткой и гибкой связью	?О J Д?о bill Olli 1 о 1 1 bQb il 1	4 — 8	10-18
Вспомогательные агрега- ты и системы линий (транс- портно-загрузочная, стружкоудаления и др.)	K —0 —0 —T —0 —0 —T—0 —0 — — T — O — O—T — O — O—T — O — — 0— T — (0 — 0— T— 0 — 0 — — 7) * — 0 — 0 —A	6 — 8	14-18
* В скобках указана переменная часть возможного числа текущих			ремон-
тов и осмотров. Для конкретного оборудования по данным эксплуатации			и мате-
риалам завода-изготовителя определяется точное значение переменной части.			
Примечания: 1. Обозначения: К — капитальный ремонт; О — между ремонтами; Т — текущий ремонт.			- осмотр
2. Для каждого типа оборудования фактическая длительность цикла раз- лична.			
за длительность условного ремонтного
цикла.
Различают срок службы линии, обус-
ловленный долговечностью оборудова-
ния и связанный с моральным старе-
нием обрабатываемого изделия или
оборудования. Из условий морального
старения срок службы линий условно
принят равным 12 годам.
По условиям физического старения
оборудования срок службы (т. е. дли-
тельность условного ремонтного цикла)
зависит от большого числа вероятност-
ных факторов и может значительно пре-
вышать указанный срок.
Длительность ремонтного цикла обо-
рудования линий определяется сроком
службы рабочих поверхностей базовых
деталей арегатов и сборочных единиц
(направляющих станин, столов, сала-
зок, посадочных мест опор шпинделей
шпиндельных бабок и др.), поскольку
восстановление базовых деталей осу-
ществляется при капитальном ремонте
агрегатов.
Срок службы базовой детали Тбаз
для условий эксплуатации устанавли-
вается заводом-изготовителем или мо-
жет быть найден специальным расче-
том. Таким образом, определяется
ориентировочная предполагаемая дли-
тельность .ремонтного цикла агрега-
та Тц.
При этом Т'^ = п/м, откуда предпо-
лагаемое число ремонтов в цикле
п = Тц/?м, где — предполагаемая
средняя продолжительность межре-
монтного периода.
В первом приближении можно при-
нять, что ~ min>	про-
должительность первого межремонт-
ного периода; /м min — наименьшая
длительность межремонтного периода
за время эксплуатации.
Если задаться допустимыми по усло-
виям эксплуатации и существующей
организации ремонта значениями коле-
баний длительности межремонтных пе-
риодов Д/м, то наибольшая длитель-
ность межремонтного периода за время
эксплуатации
шах — min ~Ь
И
?м — (^м min + тах)/2 —
- min + Д^м/2.
Продолжительность первого межре-
монтного периода устанавливается по

РЕМОНТ АЛ
295
данным завода-изготовителя. При этом
по возможности учитывают результаты
эксплуатации аналогичного оборудо-
вания.
Продолжительность второго и по-
следующего ремонтных периодов кор-
ректируется по результатам эксплуата-
ционных наблюдений и анализа состоя-
ния оборудования.
Фактическая длительность ремонт-
ного цикла агрегата является суммой
межремонтных периодов:
i=l
где N — фактическое число ремонтов
в цикле (N S п).
Фактическая длительность цикла
отличается от предполагаемой Т'х на
величину ± АТц, причем АТЦ =
__ тФ__гг'
Ц Ц*
Если задаться возможным значе-
нием АТц исходя из конкретных усло-
вий эксплуатации и существующей
организации ремонта, то установлен-
ное выше предполагаемое число ре-
монтов в цикле п может быть уточнено
из следующего выражения:
(^-Д7>м <«<(?; +А 7Ц)/?М.
Оптимальная длитель-
ность межремонтных пе-
риодов АЛ дает значительный эко-
номический эффект. Неоправданное
увеличение фактического срока службы
деталей и сборочных единиц приводит
к увеличению вероятности поломок,
ускоряет развитие повреждений, мо-
жет вызывать снижение технологиче-
ской точности оборудования. С дру-
гой стороны, необоснованное увеличе-
ние частоты выполнения плановых
ремонтов ведет к дополнительным про-
стоям оборудования и возрастанию за-
трат на ремонт.
Важно, чтобы межремонтные перио-
ды были оптимальными. В этом случае
будут оптимальными и объемы работ,
т. е. не уменьшены и не увеличены
против действительно необходимых.
Таким образом, оптимальная длитель-
ность межремонтных периодов, с одной
стороны, устанавливается с учетом
сроков службы деталей и сборочных
единиц, характера и закономерностей
возникновения отказов, а с другой —
с учетом расходов на ремонт и потерь,
вызванных общими простоями обору-
дования автоматической линии.
Способ установления оптимального
межремонтного периода основан на
использовании р асчетно-гр афического
метода. В соответствии с этим методом
оптимальная длительность межремонт-
ного периода определяется путем
сравнения функции L (/), характери-
зующей закономерность и характер
возникновения отказов детали, сбороч-
ной единицы, агрегата линии с функ-
цией 7? (/), определяющей потери, вы-
званные общими простоями АЛ из-за
возникших отказов и связанного с их
устранением ремонта.
Для этого на графике функции L (/)
откладывают значение функции R (I).
Найденному таким образом общему
значению отвечает соответствующий
межремонтный период, который и бу-
дет являться оптимальным для данных
условий эксплуатации, т. е. при L (t)~
= R (Z) С = /°пт.
' v 7 м м
Принято, что функция L (/) описы-
вается нормальным законом распре-
деления.
Тогда расчетная зависимость примет
вид
где Fq (х) — табличная функция нор-
мального распределения вероятности
отказов детали или сборочной единицы
в любой момент времени; /0 (х) — таб-
личная функция плотности распреде-
ления отказов детали (сборочной еди-
ницы); х = (/М2 — ?)/о;	— i-я. на-
работка детали (сборочной единицы)
п
между двумя отказами; ? =	—
f=l
средняя наработка детали (сборочной
единицы) линии на отказ за рассма-
триваемый период эксплуатации (и —
число отказов за рассматриваемый
период эксплуатации); о — среднее
квадратическое отклонение интервалов
безотказной работы (межремонтных пе-
риодов); С± — стоимость часа простоя
линии или агрегата; т — длительность

296
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 24. Графическое определение дли-
тельности оптимального межремонтного
цикла
простоя в рабочее время, ч; Сэ —
стоимость новой детали (сборочной
единицы) или ее ремонта; CG — стои-
мость сборочно-разборочных и сле-
сарных работ при замене детали.
Далее, после решения расчетной
зависимости производят графическое
построение кривой L (/), на которой
откладывают значение 7? (Z). Пример
графического построения приведен на
рис. 24.
Если периодичность планового ре-
монта сборочной единицы (агрегата)
определяется долговечностью не одной,
а "нескольких изнашиваемых деталей
(сборочных единиц), то в этом случае
детали, у которых установленные опти-
мальные межремонтные периоды доста-
точно близки, нужно группировать.
В группы подбирают детали или сбо-
рочные единицы, межремонтные пе-
риоды /°пт которых отличаются не
более чем на 15 % (исходя из возмож-
ных колебаний времени начала ре-
монта).
Плановый межремонтный период
группы находят как среднеариф-
метическое межремонтных периодов,
входящих в нее деталей (сборочных
единиц):
т
1=1
где т— число группируемых деталей
(сборочных единиц).
Для деталей (сборочных единиц),
имеющих отклонение /°пт > 15 % от
при наличии страхового запаса
рекомендуется поставить АЛ на пла-
новый ремонт в ближайшее нерабочее
время (ночную смену, выходной или
праздничный день). Если время ре-
монта менее длительности работы АЛ
с использованием страхового запаса,
то ремонт данной детали (сборочной
единицы) следует отнести к ближайшей
группе с большим Т{?р-
Для определения оптимальных меж-
ремонтных периодов деталей и агрега-
тов АЛ необходимо своевременно об-
рабатывать значительное количество
информации. Для выполнения этой
достаточно трудоемкой работы целесо-
образно использовать ЭВМ. заводских
вычислительных центров.
Пример определения длительности меж-
ремонтного периода оборудования станоч-
ной АЛ. Определение оптимального меж-
ремонтного периода для узла редуктора
подачи внутришлифовального станка мо-
дели 6С153, встроенного в АЛ модели
6Л70 по изготовлению внутренних колец
подшипника.
Исходные данные. По данным
эксплуатационных наблюдений за узлом
редукторов подачи ряда станков, выяв-
лено, что узлы отказывают в работе из-за
износа детали 74-38. При этом зафиксиро-
ваны следующие интервалы наработки на
отказ: 595, 735, 700, 665, 805, 665, 560,
630, 490, 455 ч.
По данным ремонтной службы продол-
жительность простоя станка при замене
детали 74-38 составляет 40 мин. Замену
производит один слесарь 4-го разряда,
среднемесячная заработная плата которого
равна 169 р. По данным завода стоимость
детали составляет 74-38 6 р. 46 к.
Стоимость одного часа простоя станка
мод. 6С153 по данным планового отдела
составляет 5,4 р. (в линии мод. 6Л70
с гибкой межстаночной связью: при про-
стое агрегатов менее 2 ч линия не простаи-
вает, так как простои отдельных станков
компенсируют межоперационные заделы).
Порядок расчета. 1. Строим
упорядоченный ряд наработок на отказ
(в порядке возрастания): 455, 490, 560,
595, 630, 665, 665, 700, 735, 805 ч и запол-
няем графы 1 и 2 табл. 2).
2. Определим среднеарифметическое
значение наработки и среднее квадрати-
ческое отклонение о-:
п
~ 630 ч’
£ = 1
а=|/ Д (/мг-/н)=/(«-1) = 108,19 ч

2. Расчетная таблица для определения оптимального межремонтного срока
t		J С М 1! •ч-i5		(М ~ 7 J с W 1! О	<7	о	Z-	 1 о	7 о ।	(М □q 1 о 	 ьГ 1	1 о '		д 7	' Lь । " 		1	L (/)	
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	
1 2 3 4 5 6 ' 7 8 9 10	455,0 490,0 560,0 595,0 630,0 665,0 665,0 700,0 735,0 805,0	630,0	— 175,0 — 140,0 — 70,0 — 35,0 — 0 35,0 35,0 70,0 105,0 175,0	108,19	0,17	— 1,62 — 1,29 — 0,65 — 0,32 — 0 0,32 0,32 0,65 0,97 1,62	0,0526 0,0985 0,2578 0,3745 0,5000 0,6255 0,6255 0,7422 0,8340 0,9474	0,9474 0,9015 0,7422 0,6255 0,5000 0,3745 0,3745 0,2578 0,1660 0,0526	0,8976 0,8127 0,5508 0,3912 0,2500 0,1402 0,1402 0,0665 0,0276 0,0028	0,1074 0,1736 0,3230 0,3790 0,3989 0,3790 0,3790 0,3230 0,2492 0,1074	8,36 4,68 1,71 1,03 0,63 0,37 0,37 0,20 0,11 0,03	1,421 0,796 0,291 0,175 0,101 0,063 0,063 0,034 0,019 0,005	
РЕМОНТ АЛ	297

298
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
и внесем эти значения в графы 3 и 5 табл. 2.
3. Определим значения выражений
О
> ~ГИ --Z-- и заполним графы 4,
1Y1L	М f	(J
6, 7 табл. 2.
4.	На основании данных графы 7
определим значения нормальной функции
распределения FQ (х) = FQ — /П)/(У,
приведенной в работе [8]. Аналогично
находим значения функции плотности
вероятности fQ (х) — 7 [(^- — ^H)/tf] Е8].
— i
Так, для значения-------= —1,62 находим
в [13] сначала значение х — —1,62, а за-
тем соответствующее ему значение
Fo (—1,62) = 0,0526. Точно так же в [8]
находим значение х — 1,62 (знак при этом
не учитывается) и значение f0 (1,62) =
= 0,1074. Заполним графы 8 и И табл. 2.
5.	Определим значения выражений
и заполним графы 9, 10 и 12 табл. 2, за-
тем для каждого выражения перемножим
значения граф 6 и 12 и заполним графу 13
табл. 2.
6.	Найдем отношение убытков, связан-
ных с простоем станка, к стоимости вос-
становления работоспособности узла, выз-
вавшего остановку станка: ^пр/(Сэ + Сс) ,
г«е «пр = cinpT = 3’6 Р-
Для определения стоимости восстанов-
ления работоспособности Св прежде всего
определим стоимость слесарно-разбороч-
ных и сборочных работ: Сс = 0,73 р.
Тогда Св = Сэ + Сс —6,46 р. + 0,73 р.=
— 7,19 р. и Дпр/Св = 0,5.
7.	Произведем графическое построение
для определения оптимального межремонт-
ного периода (рис. 25). По вертикальной
оси отложим значения графы 13 табл. 2.
[значения функции L (f)]; по горизонталь-
ной — из графы 2 табл. 2. Масштабы изоб-
ражений: по горизонтальной оси —
А,; по вертикальной оси Л49 =
1VL ITldX/ 1	л
= [L (Атах].
Из точек, соответствующих отложен-
ным значениям /м^, проводим вертикали
до пересечения с соответствующими гори-
зонталями, отвечающими значениям гра-
фы 13, т. е. L (/). По полученным точкам
пересечения проведем кривую — график
функции L (f). На вертикальной оси от-
ложим значение отношения /?пр/Св в том
масштабе, что и значения графы 13 [М2 =
= п2 (^Пр/Ав)]. Из отложенной точки про-
водим горизонталь до пересечения с кри-
вой. Из полученной точки пересечения опус-
Z(i) RhS>
Рис. 25. Методика графического определе.
ния длительности оптимального цикла
каем вертикаль до пересечения со шкалой t.
Отсеченный на оси ^отрезок соответствует
значению ?°пт = 525 ч рабдты (см.
рис. 24) или более месяца эксплуатации
при двухсменной работе и коэффициенте
технического использования, равном 0,75.
В номенклатуру запас-
ных частей, инструментов
и принадлежностей (ЗИП)
линий могут быть включены как
отдельные детали и сборочные единицы
(например, роторы в роторных АЛ),
так и целые агрегаты (в том числе
металлорежущие станки).
Элемент может быть включен в со-
став комплекта запасных частей ли-
нии, если будут удовлетворены сле-
дующие условия.
1.	Срок его службы меньше срока
службы сборочной единицы, в состав
которой он входит; срок службы де-
тали Тд меньше срока службы сбороч-
ной единицы Ту, срок службы сбороч-
ной единицы меньше срока службы
агрегата Та, срок службы агрегата
меньше срока службы линии Тл:
'Т' • гр	гг . <р	'р
д \ 7у \ 7 a, а \ 1 л-
Если при этом Ту/Тд > 2, то деталь
должна быть, как правило, отнесена
к запасным; при 2 > Ту/Тд > 1,25
решение зависит от учета дополнитель-
ных условий, влияющих на длитель-
ность и стоимость ремонта, прежде
всего от степени загрузки (интенсив-
ности эксплуатации) линии, а также
от того, нужно ли использовать запас-
ную деталь, либо отремонтировать ста-

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ
299
рую; при Ту/Тд< 1,25 деталь не
может быть отнесена к запасным,
а должны быть приняты меры к удли-
нению срока ее службы до срока
службы сборочной единицы.
Аналогичные выводы могут быть
сделаны и для отношения Та/Ту.
При отношении Т^/Та > 1,25 не-
обходим экономический анализ для
установления целесообразности при-
обретения запасного агрегата. При
отношении Т^/Та<д 1,25 должны быть
приняты меры к удлинению срока
службы агрегата.
2.	Стоимость элемента меньше убыт-
ков от простоя линии, связанных
с временем изготовления или приобре-
тения элемента: Сэ <С йл <
где Сэ — стоимость элемента, руб.;
— убытки, вызванные простоями
линии при отсутствии данного запас-
ного элемента и связанные с време-
нем его изготовления или приобрете-
ния (в пересчете на год), руб/год; Tjjp—
время простоев линии, вызванное от-
сутствием данного запасного элемента,
ч; — убыток от одного часа простоя
линии, руб/ч.
В противном случае выгоднее отре-
монтировать отказавший элемент.
3.	Время ремонта линии при исполь-
зовании запасных инструментов и при-
способлений (ЗИП) должно быть мень-
ше времени ремонта без ЗИП (при
восстановлении отказавшего элемента).
В работе [7] приведена укрупнен-
ная номенклатура узлов, отказы ко-
торых наблюдаются при эксплуатации
станочных АЛ.
КОНТРОЛЬ
И УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ
выпускаемой продукции
Под системой контроля качества об-
работки на АЛ следует понимать со-
вокупность средств и организационно-
технических мероприятий, предназна-
ченных для обеспечения, поддержания
и проверки выполнения заданного
уровня качества продукции на всех
этапах ее изготовления. Обеспечение
выпуска продукции требуемого каче-
ства неразрывно связано с технологи-
ческим процессом изготовления изде-
лий и организацией их контроля.
На рис. 26 приведена структурная
схема системы контроля АЛ для об-
работки и сборки конических подшип-
ников, принятая на ряде заводов.
В линиях после каждой технологиче-
ской операции предусмотрены различ-
ные виды контроля: ручной поопера-
ционный АР, выполняемый выборочно
наладчиком и ОТ К; активный КУ
(выполняемый прибором, установлен-
ным в зоне обработки); КВ и КС,
выполняемые с помощью автоподна-
ладчика, установленного соответствен-
но на станке и вне его; приемочный
с помощью контрольных автоматов
КА.
При высокой производительности АЛ
автоматический контроль необходим.
Например, в роторных штамповочных
линиях при производительности 800—
1000 изделий в минуту применяют ак-
тивный контроль, управляющий ходом
технологического процесса или на-
стройкой инструмента.
Систему контроля качеством опре-
деляют: технологический процесс, про-
грамма выпуска, технические требова-
ния к детали (сборочной единице), до-
пустимый процент брака, а также не-
обходимость сортировки на группы,
число групп и др.
Выбор системы конт-
роля качества. Стабильное
обеспечение качества продукции мо-
жет быть достигнуто только при усло-
вии системного подхода (вместо созда-
ния отдельных контрольных устройств).
Рис. 26. Структурная схема технического контроля наружных колец подшипников в тех-
нологическом процессе их изготовления:
1—13 —технологические агрегаты

300
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Последовательность разработки си-
стемы контроля и управления каче-
ством обработки на АЛ изображена на
схеме, приведенной на рис. 27. На схе-
ме показаны основные элементы, вы<
являемые при анализе технологичен
ского процесса и при назначении систе-
мы контроля, их взаимосвязь (схема
выполнена для одного размерного па-
раметра изделия).
Создание и внедрение системы кон-
троля и управления качеством обра-
ботки можно разделить на шесть эта-
пов.
На первом этапе должны быть
установлены контролируемые показа--
тели с указанием номинальных разме-
ров и допусков (конструкторских,
операционных и приемочных), частота
выборки и число контролируемых из-
делий; операции, требующие примене-
ния средств автоматического активного
контроля; требования к приборам, не-
обходимым для измерения выделенных
параметров, и средствам их настройки;
характеристики контрольного обору-
дования (степень автоматизации, по-
грешность измерения, производитель-
ность и т. п.); степень участия отдела
технического контроля в проверке
качества материала заготовок и полу-
фабрикатов, комплектующих и гото-
вых изделий, а также в проведении
операционного и других видов кон-
троля; требования к эксплуатации кон-
трольного и технологического обору-
дования.
На втором этапе выбирается
система контроля при различных соче-
таниях контрольных операций по по-
зициям, степени автоматизации кон-
трольных приборов, видов контроля
и т. д.
Для определения эффективности ва-
риантов системы контроля и управле-
ния качеством необходимо распола-
гать информацией о всех затратах
на организации и проведение контроля,
а также потерях, связанных с несовер-
шенством системы или чрезмерной
сложностью контрольных средств. За-
траты и убытки, связанные с созда-
нием и эксплуатацией оборудования
и с несовершенством системы контро-
ля, можно подразделить на три ка-
тегории: 1) убытки, являющиеся ре-
зультатом выпуска брака или связан-
ные с исправлением дефектов изделий;
2) затраты на определение уровня ка-
чества; 3) расходы, связанные с пре-
дупреждением брака (разработкой си-
стемы, подготовкой персонала, при-
обретением контрольных устройств и
их обслуживанием и т. п.).
При разработке системы контроля
необходимо сопоставлять затраты на
ее реализацию с убытками, вызывае-
мыми несовершенством системы. Си-
стема будет оптимальной при мини-
мальной сумме указанных затрат и
убытков.
Третий этап создания системы
контроля качества заключается в вы-
боре или разработке технических
средств, необходимых для решения по-
ставленной задачи.
Для нормального функционирования
АЛ все встроенное оборудование долж-
но работать в автоматическом режиме
и обеспечивать получение изделий за-
данной точности. Для выполнения
этого условия предусматривается опре-
деленная программа функционирова-
ния каждого технологического авто-
мата, в которой действуют два потока
информации. Первый поток обеспечи-
вает функционирование автомата по
заданной программе процесса обра-
ботки, второй — осуществляет необ-
ходимое управление процессом по точ-
ности обработки, т. е. корректировку
уровня настройки оборудования. Источ-
ник информации во втором потоке —
устройство, измеряющее параметры
точности реализуемого процесса обра-
ботки.
Выпуск АЛ качественной продукции
не обходится без участия наладчика
в управлении процессом производства
(корректировка уровня настройки обо-
рудования и средств контроля).
В системе управления точностью
на оборудовании имеются два кон-
тура управления: 1) образующий
систему автоматического регулиро-
вания оборудование — автомати-
ческий прибор управляющего конт-
роля; 2) образующий систему руч-
ного корректирования (управления)
процесса производства, в который вхо-
дит измерительный прибор, используе-
мый наладчиком.
Типовые схемы управления точ-
ностью обработки на металлорежущих

Рис. 27. Последовательность разработки системы контроля и управления качеством обработки на АЛ
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ

302
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
станках в зависимости от вида ус-
тройств и их связи со станком приве-
дены на рис. 28. На блок-схеме ста-
нок—ручной прибор (рис. 28, а) ре-
зультаты контроля использует налад-
чик для определения момента наступ-
ления подналадки или остановки на
ремонт. При регулировании изменяют
взаимное положение инструмента и
заготовки. Для подачи команды на
подналадку применяют измерительно-
управляющие устройства двух групп:
установленные в рабочей зоне станка
(рис. 28, б) или вне ее — автоподна-
ладчик (рис. 28, в). Автоматическое
регулирование точности, как правило,
распространяется на один наиболее
важный и наименее стабильный пара-
метр изделия, обрабатываемого на дан-
ной операции. Остальные параметры
обратной связью не охватываются, и
их показатели зависят только от устой-
чивости технологического процесса и
квалификации обслуживающего пер-
сонала. Для измерения сложных кор-
пусных деталей используют коорди-
натно-измерительные машины разных
типоразмеров с различной степенью
автоматизации. Работу на такой ма-
шине выполняет работник ОТК, а ре-
зультаты измерений поступают к пер-
соналу, обслуживающему линию.
Четвертый этап создания
системы контроля качества заключает-
ся в приобретении необходимых кон-
трольных устройств со средствами их
наладки на специализированных заво-
дах. Изготовленное оборудование дол-
жно быть испытано (статически и ди-
намически) на специальных стендах
и, при необходимости, в комплексе
с обрабатывающим оборудованием.
На пятом этапе создания
системы контроля качества выполняют-
ся монтаж и наладка контрольного обо-
рудования. Наладку контрольных ус-
тройств автоматических линий произ-
водят в два этапа: отдельно автомати-
ческих контрольных устройств и авто-
матов с аттестацией и сдачей комиссии,
совместно с обрабатывающим оборудо-
ванием и окончательной сдачей по
программе испытания линии.
Шестой этап создания си-
стемы контроля качества продукции
заключается в организации техниче-
ского обслуживания средств контроля.
В процессе обработки на АЛ возни-
кают погрешности, которые необходи-
мо компенсировать.
Характер смещения уровня настрой-
ки оборудования зависит от сочетаний
факторов и превалирующего действия
одного или нескольких из них. На-
пример, в случае превалирующего
влияния износа режущего инструмента
уровень настройки смещается и может
иметь различную интенсивность (рис.
29, а).
Обычно действуют не один, а не-
сколько факторов, в связи с чем харак-
теристика настройки во времени имеет
более сложную зависимость. Износ
правящего инструмента на круглошли-,
фовальных станках, работающих вре-
занием до упора в автоматическом
цикле (при условии равенства импуль-
сов перемещения исполнительных
узлов, например перемещение прибора
правки и бабки шлифовального круга
на правку), приводит к систематиче-
скому росту диаметра шлифовального
круга и, следовательно, к уменьшению
размеров обрабатываемых изделий
(рис. 29, б).
Для определения систем подналадки
металлорежущих станков необходимо
знать характер смещения настройки
в управляемом технологическом про-
цессе, а также параметры процесса.
Исходные данные получают, анализи-
руя пооперационную точность обрабо-
танных изделий за некоторый проме-
жуток времени. В этом случае целесо-
образно разделение суммарной погреш-
ности на составляющие, для которых
определены методы их уменьшения.
Для случайной составляющей исполь-
зуют информацию о процессе обработ-
ки, получаемую непосредственно перед
началом корректируемого цикла или
в процессе его осуществления, тогда
как подавление систематической со-
ставляющей связано с использованием
данных о размерах изделий, обработан-
ных до корректируемого цикла.
Случайная составляющая определя-
ется мгновенной точностью обработ-
ки — дисперсией о2. При установив-
шемся процессе обработки в короткий
период времени параметр о2 остается
постоянным, так как факторы, обуслов-
ливающие мгновенное рассеяние раз-
меров, изменяются в определенных

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ
303
Ррс.? 28. Типовые схемы управления точностью обработки

304
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
Рис. 29. Смещение уровня настройки:
а — под действием износа режущего инструмента; б — под действием износа режущего
и правящего инструмента, тепловых деформаций и кинематических погрешностей; 1 —
при шлифовании «напроход»; 2 — при токарной обработке
границах, не имея тенденции к моно-
тонному изменению. К такого рода
факторам относят колебания припуска
и твердости заготовок, случайные коле-
бания режима резания, точность вы-
ключения механизма подачи, проявля-
ющиеся в каждом цикле совершенно
независимо от проявления их в сосед-
них циклах.
Смещение центров мгновенного рас-
пределения предопределяется моно-
тонным изменением во времени ряда
других указанных выше факторов (на-
пример, износа режущего инструмента
и алмаза для правки шлифовальных
кругов, тепловых деформаций).
Для наладки оборудо-
вания и выборочного операцион-
ного контроля, а также для проверки
изделий, забракованных встроенными
в АЛ контрольными устройствами,
применяют универсальные средства и
специальные шкальные измерительные
приборы. Сведения, полученные с по-
мощью измерительных приборов, явля-
ются основной информацией для налад-
чика при управлении процессом обра-
ботки. На этих приборах измерение
диаметров, углов и длин, как пра-
вило, является относительным, а изме-
рение точности формы почти всегда
абсолютным. В качестве эталонов при-
меняют специально изготовленные
детали, поверхности которых копи-
руют контролируемые поверхности.
Для контроля используют ручные
(съемные), т. е. устанавливаемые на
измеряемом изделии, или переносные
приборы, устанавливаемые в непосред-
ственной близости от обслуживаемого
оборудования. Для тяжелых и крупно-
габаритных изделий неавтоматизиро-
ванные приборы могут быть установ-
лены на специальных позициях АЛ.
По числу измеряемых параметров
приборы подразделяются на одномер-
ные и многомерные. Многомерные при-
боры обеспечивают обычно контроль
до пяти параметров; они более компакт-
ны и производительны, чем комплект
одномерных приборов для выполнения
тех же измерений.
Для каждого изделия, обрабатывае-
мого на линии, устанавливают номен-
клатуру, число приборов и технические
требования к ним. Эти данные опре-
деляют при разработке технологиче-
ского процесса и проектировании обо-
рудования после определения объема
обработки на каждой рабочей позиции
и анализа параметров обрабатываемого
изделия и корректируют в первый
период эксплуатации.
В условиях автоматических произ-
водств (цехов и заводов) целесообразно
иметь типовые конструкции контроль-
ных приборов для наладчиков. Значи-
тельный интерес представляет опыт

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ
305
Волжского автомобильного завода,
где номенклатура измерительных при-
боров для наладчиков была выявлена
при разработке технологических про»
цессов обработки. Генеральный про-
ектант предусмотрел их поставку и
расположение в производственном про-
цессе, применил типовые решения
с использованием универсально-сбо-
рочных конструкций. Эффективность
функционирования АЛ в части обеспе-
чения точности обработки в значитель-
ной мере определяется принятой такти-
кой обслуживания. Для обеспечения
заданной точности наладчик периоди-
чески измеряет обработанные изделия
и, используя полученные результаты,
управляет процессом настройки станка
путем его подналадок. При обслужива-
нии высокоавтоматизированного обо-
рудования наладчик 20—50 % своего
времени тратит на работы по обеспече»
нию технологической надежности.
Затраты времени наладчика будут тем
меньше, чем стабильнее процесс обра-
ботки.
В АЛ встраивают оборудование,
у которого мгновенное поле рассеяния
размеров, как правило, не превышает
половины поля допуска по каждому из
параметров изделия. Такие устойчивые
процессы также требуют периодиче-
ской подналадки для обеспечения за-
данной точности.
Изучение характера изменения раз»
меров изделий во времени на различ-
ных типах металлорежущего оборудо-
вания позволило выделить три типовые
функции (см. рис. 29) смещения уровня
размерной настройки. В первом случае
(кривая /) для поддержания заданной
точности обработки необходимо орга-
низовать подналадку в одном направ-
лении с разной скоростью. В началь-
ный период процесса обработки после
правки круга, установки нового или
переточенного инструмента требуется
ускоренная подналадка, а в остальной
период — нормальная. Во втором слу-
чае (см. рис. 29, а, кривая 2) под-
наладку производят в одном направле-
нии через постоянные промежутки вре-
мени. В третьем случае (см. рис. 29, б)
подналадка должна быть двусторонней
по схеме вперед—назад. Такой метод
подналадки позволяет компенсировать
как увеличение, так и уменьшение
размеров обрабатываемых деталей. Во
всех рассмотренных случаях тактика
работы наладчика по обеспечению тех»
нологической надежности различна.
При внедрении планового обслужива-
ния линий необходимо выбрать тактику
подхода наладчика к оборудованию —
моменты подналадок. Это позволит
определить с определенной вероят-
ностью интервалы времени, по истече-
нии которых наладчик должен коррек-
тировать уровень настройки оборудо-
вания (прибора). За оптимальный кри-
терий следует принимать минимальное
число подналадок при^ определенной
вероятности появления"1 брака. Мето-
дика необходимых расчетов приведена
в [9].
АДМИНИСТРАТИВНО-
ТЕХНИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ АЛ
Особенности организации
админи стративно-технического
управления. Если в цехе эксплуати-
руются одна-две АЛ, то достаточно иметь
лишь одного ответственного за экс-
плуатацию линии инженера при работе
в две смены. Обслуживание каждой
такой линии должна проводить ком-
плексная бригада во главе со старшим
наладчиком. Мастер руководит рабо-
той нескольких линий. Если в цехе
имеется больше трех АЛ, то админи-
стративно-техническое управление
должно включать еще помощника на-
чальника цеха по эксплуатации АЛ.
Если АЛ входят в состав автоматичес-
кого цеха,то вопросы эксплуатации ре-
шает заместитель начальника цеха. При
наличии в цехе единичных линий целе-
сообразно использовать в бригаде ква-
лифицированных наладчиков-универса-
лов, которые выполняют все виды работ
по техническому обслуживанию и теку-
щему ремонту. При наличии же в цехе
большого числа линий или в условиях
автоматического цеха наладчики, сле-
сари-ремонтники и другие специалисты
имеют узкую специализацию, напри-
мер, налаживают только внутришли-
фовальные автоматы, или гидрообору-
дование, или транспортные системы
линий и т. д. Однако и в этом случае
из рабочих организуется комплексная
бригада. Наладчики АЛ должны быть

306
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИЙ АЛ
отнесены к производственным рабочим.
Для каждой линии устанавливают
перечень профессий обслуживающего
персонала и их квалификацию, а также
состав и количество необходимых ИТР.
В соответствии с трудоемкостью работы
по эксплуатации линии рассчитывают
численность персонала, выполняющего
техническое обслуживание. Для груп-
пы линий или цеха вспомогательный
персонал, участвующий в обслужива-
нии, периодически группируют, чтобы
обеспечить его необходимую загрузку.
В табл. 3 приведены рекомендации
по распределению функций между
обслуживающим персоналом станоч-
ных линий. Анализ таблицы показы-
вает, что рациональной формой орга-
низации труда рабочих, обслуживаю-
щих станочные линии, является совме-
щение профессий в различных сочета-
ниях. В табл. 4 приведены значения
поправочного коэффициента /Сс, учи-
тывающего повышение эффективности
использования обслуживающего пер-
сонала вследствие совмещения отдель-
ных функций наладчика и оператора.
В период освоения новых АЛ необ-
ходимо планировать некоторое увели-
чение на 15—20 % численности обслу-
живающего персонала по сравнению
с проектными показателями. Это позво-
ляет резко сократить брак и простои
оборудования. По мере освоения линии
численность обслуживающего персо-
нала должна быть доведена до проект-
ных значений.
Эффективность работы АЛ в значи-
тельной степени зависит от системы
оплаты труда обслуживающего персо-
нала. Выбор системы оплаты труда
определяется степенью освоения ли-
нией проектных показателей, ее загруз-
кой и местом в производственном про-
цессе. Рекомендации по оплате труда
обслуживающего персонала в станоч-
ных АЛ в зависимости от конкретных
условий производства разработаны
НИИТруда [6].
Определение числа на-
ладчиков, обслуживающих АЛГ
зависит от объема выполняемых ими
работ. Так как организация эксплуата-
ции даже идентичных линий на различ-
ных заводах может существенно отли-
чаться, то и численность наладчиков на
различных заводах не будет одинако-
вой. Поэтому расчет численности на-
ладчиков основан на оценке действи-
тельных затрат времени на фактически
выполняемый объем работ по обслужи-
ванию линии. Объем работ по обслужи-
ванию линии за определенный период
устанавливают на основании техниче-
ской документации, а время на выпол-
нение этих работ — поданным эксплуа-
тации этой или аналогичных линий.
Учитывая различия в уровне эксплуа-
тации станочных линий на заводах,
разработаны Общемашиностроитель-
ные нормативы времени на обслужива-
ние автоматических линий, по которым
определяют численность обслуживаю-
щего персонала [6]. Рассмотрим мето-
дику определения численности персо-
нала, обслуживающего АЛ.
Затраты времени на текущую на-
ладку и техническое обслуживание
действующей АЛ
= (Гт. п + ГОб + Гоп 1 +
+ Гоп 2) ^Сотл,
где Т(отл — коэффициент, учитываю-
щий затраты времени на отдых и лич-
ные надобности (принят /<отл = 1,04);
п — затраты времени на техниче-
скую подготовку АЛ, мин [6]; Гоб —
затраты времени на технический уход
АЛ, мин [6]; Гопх — затраты времени
на активное наблюдение за работой
АЛ, мин; Гоп2 = Г'п2+ Г''п2 —
затраты времени на восстановление
работоспособности линии, мин. Здесь
Г'П2 — затраты времени на восстанов-
ление отказов оборудования и систем
обеспечения АЛ и работы по техниче-
скому обслуживанию при остановках,
р
мин; Т’п2 = j] №/<5+^ +
/=1
+	+ z4^4^5) затраты времени
на смену инструмента, мин, где р —
число инструментов в линии; —
время на смену инструмента, мин;
= (?р/?и — коэффициент, учитыва-
ющий среднее число замен инструмента
в течение смены без поломок; (?и —
стойкость инструмента, измеряемая
в штуках обработанных изделий); t%—
время на подналадку инструмента;
К = Qp/^ — коэффициент, учиты-
вающий среднее число подналадок

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ
307
3. Типовое распределение работ между специалистами
по обслуживанию станочных АЛ
Обслужи- вающий персонал	Функции	
	основные	дополнительные
Наладчик	Техническая подготовка к пуску. Тех- нический уход. Наблюдение за рабо- тающей линией. Восстановление рабо- тоспособности. Регистрация отказов и основных работ по обслуживанию	Участие в ремонте обору- дования, окончательном контроле	обработанных изделий, перепроверке из- делий, забракованных кон- трольными автоматами
Оператор	Техническая подготовка к пуску. Уборка стружки, чистка линии. Вы-' полнение неавтоматизированных опера- ций (межстаночное транспортирование, загрузка линии заготовками, укладка изделий в тару)	Участие в наладке и под- наладке оборудования. Проведение выборочного контроля. Участие в дру- гих работах по уходу за линией
Слесарь- ремонтник	Выполнение планового технического обслуживания и внеплановых ремон- тов. Регистрация ремонтных работ. Периодический внешний осмотр обору- дования, выявление совместно с наладчи- ком, бригадиром, мастером дефектов, подлежащих устранению при плановом ремонте	Участие в плановых ремон- тах оборудования
Наладчик- электрик	Наблюдение за состоянием электрообо- рудования и за соблюдением правил его эксплуатации. Устранение отказов электрооборудования;	инструктаж обслуживающего персонала о соблюде- нии правил эксплуатации электрообору- дования и ухода за ним; регистрация отказов и основных работ по обслужива- нию электрооборудования	Участие в плановых ремон- тах электрооборудования
Контролер	Периодический входной, пооперацион- ный и окончательный контроль каче- ства продукции. Перепроверка изде- лий, забракованных контрольными автоматами	Участие в наблюдении за работой линии
Инструмен- тальщик	Настройка инструмента на размер вне станка. Доставка	инструмента к инструментальным шкафам и его уста- новка в гнезда, контроль за состоя- нием запаса инструмента, приемка и от- правка инструментов на заточку	Анализ расхода инструмен- та, его заказ в бюро инстру- ментального	хозяйства (БИХ)
Наладчик контрольно- измеритель- ных средств	Наладка и обслуживание контрольно- измерительных средств, наладка и юстировка их узлов вне линии	Участие в плановых ремон- тах контрольно-измери- тельных средств
в смену (1'и — средняя стойкость ин-
струмента между подналадками, изме-
ряемая в штуках обработанных изде-
лий); /3 — время на смену инструмента
при поломке, мшц /С3 — коэффициент,
учитывающий среднее число поломок
инструмента в течение смены; /4 —
время настройки инструмента на раз-
мер, мин; /С4 = (Ki+ /<3) — коэффи-
циент, учитывающий число настроек
инструмента в течение смены; —
коэффициент, учитывающий число од-
новременно заменяемых инструментов.
Численность наладчиков определяют
с учетом суммирования нормируемых
затрат в смену и фонда рабочего вре-
мени:
Ч ~ Т’н/^см^Сп^Сс,
где TR — сумма нормируемых затрат
времени на обслуживание линии
в смену, мин; Фсм — продолжитель-
ность смены, мин; Кп — коэффициент,
учитывающий простои, не зависящие от

308
ОСНОВЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ АЛ
4. Значение коэффициента К
Про- фессия	Совмещаемые профессии			
	На- лад- чик	Опе- ратор	Кон- тро- лер	Сле- сарь
Наладчик	1,0	1,02	1,03	1,05
Оператор	1,1	1,00	1,05	—
наладчика (нет заготовок, запасного
инструмента, линия не работает, на-
ходясь в плановом ремонте); /Сп —
= 1,15; /Сс — коэффициент, учитываю-
щий совмещение функций (см. табл. 4).
Определение численности рабочих дру-
гих профессий —см. в [6].
Подготовка обслуживающего персо-
нала для АЛ. При эксплуатации АЛ
высокие требования предъявляются
к профессиональной подготовке рабо-
чих. Необходимы знания в области
машиноведения, технологии металлов,
гидравлики, электротехники, электро-
ники и т. д. Наладчик АЛ должен
уметь выполнять работу, связанную
с наладкой различного оборудования
при условии обеспечения заданных
требований по качеству выпускаемой
продукции, производительности и нор-
мативным эксплуатационным расходам.
Подготовка рабочих, обслуживаю-
щих АЛ, требует специальной произ-
водственно-технической базы (лабора-
торий, стан ков-стендов, учебной авто-
матической линии и т. д.), высоко-
квалифицированных и методически
грамотных инженеров-преподавателей
и мастеров производственного обуче-
ния, значительных сроков обучения.
В СССР действует общегосудар-
ственная система подготовки и пере-
подготовки рабочих, обслуживающих
станочные АЛ.
Первичная подготовка (на 4-й раз-
ряд) наладчиков и операторов АЛ стан-
ков и отдельных видов встроенного
в линии автоматического оборудования
(токарных автоматов и полуавтоматов,
шлифовальных станков, агрегатных и'
специальных станков) производится
в средних профессионально-техниче-
ских и технических училищах. Мо-
лодежь, пришедшая со школьной
скамьи, готовится в дневных учили-
щах, а рабочие, имеющие производ-
ственный стаж и образование, желаю-
щие приобрести новую профессию, —
в вечерних училищах.
Переподготовка наладчиков на полу-
чение 5-го или 6-го разряда ведется на
базовых промышленных предприятиях
по программам, разработанным учеб-
но-методическим кабинетом Минавто-
прома'СССР. Срок обучения наладчика
достигает одного года; переподготовка
рабочего часто ведется с отрывом от
производства.
Ж При эксплуатации АЛ в условиях
промышленных предприятий на ра-
бочих должностях могут работать тех-
ники, окончившие средние специаль-
ные учебные заведения по специаль-
ности ремонт и эксплуатация автоматов
и АЛ. Первичная наладка оборудова-
ния АЛ на станкостроительных заво-
дах имеет ряд особенностей, связанных
с ’"'необходимостью выполнения работ
на принципиально новом оборудова-
нии. В этом случае в качестве наладчи-
ков высшей квалификации работают
инженеры-механики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Авцин В. И. Повышение работоспо»
собности автоматических линий с помощью
системы ремонтообслуживания. — Станки
и инструмент 1975, № 4, с. 41 — 43.
2.	Авцин В. И., Черпаков Б. И. Зна-
чение и особенности долговременных наб-
людений за автоматическими линиями. —
Механизация и автоматизация производ-
ства, 1976, № 12, с. 28—30.
3.	Нахапетян Е. Г. Определение кри-
териев качества и диагностирование меха-
низмов. М.: Наука 1977. 138 с.
4.	Немировский П. 3. Статистический
анализ надежности автоматических линий
с жесткой межагрегатной связью. — Стан-
ки и инструмент, 1974, № 6, с. 2—6.
5.	Общемашиностроительные норма-
тивы времени на обслуживание автомати-
ческих линий. М.: НИИТруда, 1973. 89 с.
6.	Организационно-технические ос-
новы эксплуатации автоматических линий.
Руководящие	материал ы/Под	ред.
Л. С. Брона ц Б. И. Черпакова М.‘. НИИ-
маш, 1972—1976.
7.	Проников А. С. Основы надежности
и долговечности машин. М.: Стандарты,
1969. 160 с.
8.	Черпаков Б. И. Эксплуатация авто-
матических линий. М.: Машиностроение,
1978. 248 с.
9.	Черпаков Б. И. Диагностика от-
казов металлорежущих станков и автома-
тических линий. М-: Машиностроение.
1979, 48 с.	'	1

309
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Автомат — Конструктивные признаки
Автоматизация производственных про-
цессов — Ступени автоматизации 7, 8
Адекватность модели — Ее проверка 234
Безотказность АЛ 75
Вариант оптимальный АЛ 162
Вейбула распределение 159
Вероятность безотказной работы АЛ —
Функция надежности 76
— состояния 149
Вложения капитальные — Их состав 85
— Расчет 86
Вместимость накопителя минутная 121
—	обобщенная 129
Время восстановления 121
—	среднее 76
Время моделирования фактическое 121
—	работы АЛ 121
Выбор оптимальных схем АЛ с учетом
вариантности методов обработки —
Граф-дерево поиска оптимального вари-
анта 213, 214
— Последовательность выбора 214, 215
Генерирование вариантов структурно-
компоновочных схем технологических
систем 185, 192 — Этапы синтеза схем
192—204
— Граф-дерево возможных вариантов 200
ГОСТ 1.8—79 33
2.001—70 22
2.102—	68* 29, 34
2.103—	68* 29
2.104	— 68* 31
2.105—	79* 31
2.106—	68* 29, 31
2.108—	68* 31
2.109—	73* 29, 31
2.110—	68 31
2.111	— 68 34
2.113—	75* 32, 34
2.114	— 70* 32
2.115—	70* 33
2.116-	71 33, 36
2.118—	73* 25, 29, 35
2.119	— 73* 25, 35
2.120—	73* 25, 29, 35
2.121—	73 26
2.503—74* 26
2.601 — 68* 33
11.006-74* 48
15.001—73*’ 16, 24, 35
12.2.009—80* 19
8—77 244
18322—78 293
20198—74* 33
Длительность настройки удельная 129
—	цикла 131
Документация конструкторская проект-
ная 29 — 31
Документы эксплуатационные 33,	34
Задание техническое — Назначение 23
—	Основание для его разработки 23
— Содержание 24
Заказчики АЛ 18
Записка пояснительная 31
Заявка на АЛ — Срок ее рассмотрения 16,
17
Изготовители АЛ 18
Йейтса метод 232
Интенсивность восстановления 76,	131
— отказов 128
Испытания приемо-сдаточные — Порядок
проведения 271
— у заказчиков 243, 244
— у изготовителя — Виды 242, 243 —
Назначение 242
Комплекс автоматизированный техноло-
гический 8, 9
Контроль и управление качеством выпу-
скаемой продукции — Выбор системы
контроля качества 299
— Назначение 299
— Наладка оборудования 304, 305
— Характер смещения уровня настройки
оборудования 302—304
— Этапы создания и внедрения системы
контроля и управления качеством 300—
302
Контроль технический — Его цель 26
Коэффициент возрастания простоев 129
— готовности 76, 137
— загрузки 63
— использования 62
— технического использования 76
Критерии оптимизации 163
Линии автоматические — их типовые схе-
мы 14, 15 — Классификация по конструк-
тивно-компоновочным признакам 12—
14 — Классификация по типам потоков
деталей и технологическому [назначе-
нию 11 — 13 — Конструктивные призна-
ки 8 _ Основной признак 9 — Типовые
законы движения деталей при транспорти-
ровании 11, 12 — Типовые схемы меж-
машинной передачи деталей 10, 11 — Ти-
повые схемы многопоточной обработки
Деталей 10 — Характеристики 8
— комплексные 8 — Области применения
9,~10 — Оборудование линий 10
Линии автоматические многопоточные —
Параметры 148
— без накопителей — Алгольная про-
грамма для вычисления проектной произ-
водительности 151, 152 — Методика рас-
чета 149 — Пример расчета производи-
тельности 149—151
— с накопителями — Алгольная про-
грамма расчета нижней оценки коэффи-
циента готовности 154—156 — Методы
расчета коэффициента готовности 153,
156, 157 — Примеры расчета 157, 158
Линии автоматические однопоточные —
Моделирование 135—137 — Параметры 135
— двухучастковые — Их варианты в за-
висимости от соотношения надежности
параметров участков и производительно-
стей 135—137 — Расчеты коэффициента
готовности 13'5—144
— многоучастковые 137 — Алгоритмы
расчета нижней оценки коэффициента
готовности 148 — Метод расчета коэффи-
циента готовности 141, 142, 145
Машины (автоматы) параллельного дей-
ствия' — Особенности 7
— последовательного действия — Осо-
бенности 7
— последовательно-параллельного дей-
ствия 7
Метод ветвей и границ — Его описание
168, 169
— оптимизации 162
— последовательного анализа резуль-
татов испытаний — Оценка безотказности
оборудования АЛ 245—248

310
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Методы линейного программирования —
Задачи 1 б]4
— итеративные — Назначение 165
— конечные — Классы 165 — Теорема
двойственности 165
Мероприятия организационно-техниче-
ские — Критерии оценки 268
— Основные технико-экономические по-
казатели 269
— Формирование набора мероприятий 270
Моделирование — Анализ существующих
методов расчета АЛ 128, 129 — Зада-
чи 120 — Порядок подготовки и ввода
исходных данных 127 — Расчет произво-
дительности линии 129—135
— на стадии разработки технического за-
дания на проектирование 120 — Вероят-
ность отказа 120 — Время восстановле-
ния 121 — Исходные данные для модели-
рования 124 — Основа математической мо-
дели 120 — Схема процесса вероятностного
моделирования 122, 124 — Схема состоя-
ния одной элементарной структуры ли-
нии 122, 123
Надежность АЛ 75
Наработка на отказ средняя 76
Обслуживание техническое АЛ — Диагно-
стика АЛ по производительности и точ-
ности 278, 279
— Диагностика механизмов с гидравли-
ческим и пневматическим приводом 279,
280
— Диагностика механизмов с электри-
ческим приводом 279
— Информационное обеспечение 276,
277
— Математическое обеспечение 277
— Обслуживание: гидросистем 286; агре-
гатов для термохимической и других видов
обработки 286, 287; системы смазки 284,
285
— Подготовка: заготовок 28'2 — 284; к пу-
ску 280, 282; оснастки 284
— Предварительная настройка инстру-
мента 288
— Принудительная замена инструмента
289 — 291
— Система активного обеспечения АЛ
инструментом 291—293
—	Система уборки стружки 286
—	Требования к диагностике техниче-
ского состояния 275, 276
— Уборка производственной площади 286
— Чистка оборудования 285
Однородность дисперсий — Ее проверка
234
Оптимизация проектных решений — За-
дачи 162, 163 — Модель АСМ и АЛ 163,
164 — Основные вариационные пара-
метры 163
— структуры процесса и компоновочных
схем 204 — Последовательность выбора
оптимальных схем по методу ветвей и гра-
ниц 208, 209 — Последовательность син-
теза вариантов 210, 211 — Пример выбора
оптимальных схем станков 208, 209 —
Формулы для определения приведенных
затрат на различных уровнях оценок 207
— типажа основных узлов АЛ — Модель
оптимизации параметрического ряда уз-
лов 170 — Порядок решения задач 170 —
Предварительный анализ критерия Зу
на чувствительность 172, 173 — Расчет
оптимального ряда поворотно-делительных
столов 178—180 — Расчет оптимальных
рядов силовых узлов 174—178
Организация проектирования АЛ — Об-
щие вопросы разработки Изготовления
и поставки 16—19
— проектно-конструкторских работ 19—
22 — Анализ работы СКВ 21 — Годовой
график проектных работ 22 — Ее назна-
чение 19 — Обязательства СКВ 22 — Прин-
цип хозрасчета СКВ 22, 23 — Типовая
структура СКВ 19, 20 — Функции раз-
личных подразделений СКВ 19
OCT НО2-3 —80 35, 36
НО2-5—70 36
2НО2-3 —80 16—18, 24, 29, 31, 35
2 НО2-5 —77 29, 30, 34, 35
2 НО2-50—79 33
2 Н72-5—80 32
2 Н89-30-79 33
2 Н90-3—80 35, 36
2 Н90-11—79 36
2 Н90-31 —80 32, 35
Отказы АЛ — Классификация факторов
их возникновения 72 — 74 — параметриче-
ские 68 — Комплекс факторов, предопре-
деляющих отказ 71, 72 — Схема их фор-
мирования при обработке отверстий 70,71
Отчисления амортизационные — Их оп-
ределение 87
Оценка точности выполнения технологи-
ческих операций на линиях — Измерения
размеров 261
— Метод статистической оценки 261
— Определение погрешности наладки
линии 263, 264
— Построение гистограммы 261 — 263
— Проверка на максимальное отклонение
ний 261
— Расчет действительного поля возмож-
ных отклонений 263
— Составление таблицы для расчета дей-
ствительного поля возможных отклоне-
263
— Сравнение действительного поля воз-
можных отклонений с полем допусков по
чертежу 263
Пакеты прикладных программ, использу-
емые на этапах конструирования систем
АЛ — Информационно-поисковые си-
стемы 113
— Оценка функционирования АЛ ИЗ
— Проектирование: гидрооборудования
АЛ 112, 113; многошпиндельных коробок
станков, входящих в АЛ 113; типовых
сварных станин 113; -Электрооборудова-
ния систем АЛ 112
,— Расчет: координат на плоскости 112;
на виброустойчивость 112; технико-эко-
номических показателей агрегатных стан-
ков, входящих в АЛ ИЗ; усилий, крутя-
щих моментов и мощностей 112
Параметр потока отказов АЛ 76
Подсистема «Автоматизированное про-
ектирование многошпиндельных коро-
бок» — Описание функций отдельных
модулей 114—118
Подсистемы САПР АЛ объектно-незави-
симые 92
— объектно-ориентированные 92
Показатели качества продукции, выпуска-
емой на АЛ — Зависимость их от вида
продукции, назначения и характера тех-
процесса на АЛ 42, 48—50 — Их номен-
клатура 42 — Их расчет и анализ 42,
43 — Конкретный пример их расчета
43 — 48 — Метод искусственных партий
49, 50

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
311
—	единичные 42
—	комплексные 42
—	ожидаемые 48
—	фактические 48
Показатели надежности АЛ — Их взаимо-
связь 76—78 — Классификация отказов
по различным признакам 67 — 69 — Оцен-
ка их по результатам приемо-сдаточных
испытаний 248—258 — Примеры расчета
249, 251 — 254 — Факторы возникновения
отказов при работе АЛ 73, 74
— ожидаемые — Их расчет 84, 85
— требуемые — Их расчет 78, 79
— фактические — Их расчет 79 — 84
Показатели производительности АЛ —
Анализ реалцной производительности
53 — 63
— Коэффициент загрузки 51
— Коэффициент использования 51
— Коэффициент технического использо-
вания 51
— Основные компоненты затрат времени
50, 51
— Расчет: ожидаемой производительности
63—67; технической производительности
52; требуемой производительности 52,
53; фактической производительности 52;
цикловой (теоретической) производитель-
ности 52
— Числовые значения показателей про-
изводительности 50
Показатели технико-экономические АЛ —
ожидаемые — Их достоверность 41
— реальные — Их достоверность 41 —
Расчет 41, 42
— требуемые — Их достоверность 41
Показатели экономической эффективно-
сти 85 — 89 — Пути их определения 85
Поставка АЛ — Документы, определяю-
щие вопросы поставки 16, 17
— Порядок и объем поставки 17
Потери внецикловые собственные 63
— суммарные 63
Потоки технологические — Типовые схе-
мы 10
Потребители АЛ 18
Предложение техническое — Назначе-
ние 24
— Основание для его разработки 25
— Работы, выполняемые при его разра-
ботке 24
Программа и методика испытаний АЛ
31
Программа моделирования алгольная для
транслятора TA-IM 125—127
Программирование динамическое — При-
мер его использования 167, 168
— линейное 164
— математическое 163
— целочисленное 166
Проектирование АЛ — Основные этапы
проектирования 26, 28, 29 — Этапы раз-
работки проектно-конструкторской доку-
ментации 22, 23
— комплексных — Особенности 36, 37
Проект технический — Назначение 25-
Работы, выполняемые при его разработке
25
— эскизный — Его содержание 25
Производительность АЛ проектная 149
— однопоточной 135
Процесс автоматизированного проекти-
рования систем АЛ — Предпосылки и
задачи его создания 90, 91
Работы, выполняемые при изготовлении
и поставке АЛ — Этапы 26, 27
— при получении и эксплуатации АЛ
26, 27
Разработка и поставка на производство
составных частей АЛ — Особенности 34 —
36
— проекта АЛ — Рабочая конструктор-
ская документация 17, 18 — Технические
условия 17
Разработчики АЛ 18
Расходы на электроэнергию — Расчет
87 — 89
Расчет оптимального числа наладчиков
линий со сложной структурой 216 — 227
Ремонт АЛ — Оптимальная длитель-
ность межремонтных периодов 295 —
299
— Особенности построения структуры
ремонтного цикла АЛ 293
— Регламентация системы технического
обслуживания 293
—	Срок службы АЛ 293 — 295
Ремонтопригодность АЛ 75
Ресурс АЛ технический средний 74
—	гамма-процентный 76
Решение конструктивно-технологическое
оптимальное 162 — Направленный поиск
180—216
—	структурно-компоновочное 163 — На-
правленный поиск 180 — 216
Связь межагрегатная гибкая 8
—	жесткая 8	, , । j
Себестоимость выпускаемой продук-
ции — Ее составляющие 86
— Расчет 86, 87
Система автоматизированного проекти-
рования АЛ — Компоненты организа-
ционного обеспечения 100—103
— Компоненты технического обеспече-
ния 93 — 96
—	Основные виды диалогового проекти-
рования 97, 98
—	Перераспределение общественных тру-
дозатрат в зависимости от использования
САПР и АСТПП 103, 104
— Разработка методов, приемов конструк-
торских и технологических работ, алго-
ритмов и пакетов прикладных программ
106—109
—	Распределение функций системно-
программных средств 98,99
—	Связи системы САПР КПП со смеж-
ными подсистемами 104, 105
—	Структурное единство 91, 92
—	Структурные звенья 91, 92
—	Технико-экономическая эффектив-
ность 109 —114
—	Функции диалоговых систем 98
—	Характеристики компонентов САПР
узлов АЛ 97
—	Целевая функция использования САПР
103
Система рациональной эксплуатации
АЛ — Виды эксплуатационных систем 272
— Зависимость накопленного числа отка-
зов и восстановлений от времени 274,
— Поток требований персонала АЛ 272
— Поток требований, предъявляемых
к системе управления 271
— Системно-структурная модель синтеза
эксплуатации АЛ 271
— Структурная схема АЛ 273, 274

312
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
— Схема выделения из календарного вре-
мени последовательности интервалов на-
работок и восстановлений 271
— Схема ее построения 270, 271
— Схема процесса эксплуатации АЛ при
неполном восстановлении^,отказа 275
— Формирование потоков '"восстановле-
ний и технического обслуживания обору-
дования 271, 272
Система управления качеством проекти-
руемых АЛ — Группы показателей ка-
чества технологического оборудования 37,
38
— Подсистемы проектирования 38,	39
— Состав подсистем 39, 40
Системы управления технологическими
процессами автоматизированные — Их
функции 9
— информационно-вычислительные 9
Состояние системы 149
Срок службы АЛ 76
Стоимость текущего ремонта и межремонт-
ного оборудования — Расчет 87
Схемы оборудования структурные — Клас-
сификация 185—192
Управление административно-техниче-
ское — Количество обслуживающего пер-
сонала 305 — Определения числа налад-
чиков 306, 308 — Распределение функций
между обслуживающим персоналом 306,
307
— качеством продукции — Внедрение
АСУ ТОД 228, 229 — Дисперсионный
анализ технологических операций 229 —
233 — Построение модели операции с ис-
пользованием регрессивного анализа
233—239 — Пример построения модели
236—239
Условия технические — Их содержание
31 — 33
—	Порядок их согласования 33
Факторы, влияющие на причину отказа,
переменные во времени 71, 72
— постоянно действующие 71
Формуляр патентный 31
Чертеж габаритный АЛ 31
—	обработки 34
—	общего вида 31
—	инструментальной наладки 34
Эксплуатация АЛ — Производственный
потенциал АЛ 268
—	Схема создания системы рациональной
эксплуатации АЛ 267