AppcubeОценка технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона - Appcube

Оценка технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона

Оценка технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона тема диссертации и автореферата по ВАК 05.02.13, кандидат технических наук Подобед, Денис Олегович


Артикул: 186310

Год:
2004
Автор научной работы:
Подобед, Денис Олегович
Ученая cтепень:
кандидат технических наук
Место защиты диссертации:
Москва
Код cпециальности ВАК:
05.02.13
Специальность:
Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
Количество cтраниц:
240

Оглавление диссертации кандидат технических наук Подобед, Денис Олегович

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи

1.1. Современное состояние и перспективы развития индустрии производства упаковки из картона

1.2. Проблемы и перспективы создания гибких автоматизированных производственных систем в полиграфической промышленности.

1.3. Состояние и перспективы исследований в области надежности и эффективности автоматизированных линий и гибких производственных систем.

1.4. Постановка задачи .!.

1.5. Выводы к главе

Глава 2. Теоретическая часть

2.1. Математическое описание имитационной модели АПК

2.2. Проверка адекватности имитационной модели АПК.

2.3. Методика оценки вероятности выполнения заказов в срок

2.4. Выводы к главе

Глава 3. Экспериментальная часть

3.1. Эксплуатационная надежность полиграфических машин при производстве упаковочной продукции из картона.

3.2. Экспериментальные задачи структурного анализа и синтеза АПК

3.2.1. Планирование вычислительного эксперимента

3.2.2. Статистическая обработка результатов вычислительного эксперимента

3.2.2.1. Определение рациональной емкости накопителей

3.2.2.2. Определение необходимого числа наладчиков, обслуживающих полиграфический комплекс

3.2.2.3. Сравнительный анализ вариантов структурного построения полиграфических комплексов

2.3. Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) На тему «Оценка технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона»

Актуальность темы

Одной из основных тенденций научно-технического прогресса является переход от разработки отдельных машин-автоматов и полуавтоматов к созданию законченных систем автоматически действующего оборудования, решающих задачи выпуска конечной продукции. В полиграфии на протяжении многих лет наблюдается процесс объединения печатного и послепечатного оборудования в печатно-отделочные автоматизированные линии. С каждым годом расширяется область применения печатных систем, в состав которых интегрированы устройства для изготовления форм.

С созданием и внедрением подобных сложных технических систем становится особенно острой проблема обеспечения требуемого уровня их надежности, производительности и эффективности. Обзор литературных источников показал, что на эффективность функционирования полиграфических комплексов оказывает влияние множество факторов различной природы. При этом одной из важнейших задач является определение в этом факторном пространстве зон эффективности тех или иных схем структурного построения комплексов.

Повышающийся с каждым годом уровень требований к срокам изготовления полиграфической продукции вынуждает при оценивании технической эффективности руководствоваться не только показателями надежности и производительности комплексов, но и учитывать обеспечиваемую ими оперативность производственного процесса. При этом особенно важно учитывать тот факт, что на практике заказы в типографию поступают в случайные моменты времени, вызывая тем самым чередования периодов избыточной нагрузки и, наоборот, недозагрузки производственных мощностей.

Читайте также:  Разработка методики тестирования упаковочного картона применительно к различным условиям печатного процесса

Решение задачи оценки и прогнозирования технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона видится особенно актуальным, поскольку подобных исследований в данной области ранее не проводилось. При этом необходимо тщательно изучить и, по возможности, применить уже имеющийся опыт в других отраслях промышленности, в том числе в иных областях полиграфии.

Цель и задачи работы

Основная цель диссертации заключается в продолжении работы по формированию теоретических основ создания автоматизированных полиграфических комплексов (далее АПК), ведущейся российскими научными работниками на протяжении последних лет. Поскольку данная проблема сложна и объемна, автор в настоящей работе ограничивается решением задач оценки и прогнозирования технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковочной продукции из картона.

Конкретно в работе предполагается решить следующие задачи:

1) Разработать имитационную модель АПК для производства упаковочной продукции из картона.

2) Разработать методику оценки вероятности выполнения полиграфических заказов в требуемый срок.

3) Произвести сбор и анализ эксплуатационной информации о надежности и производительности полиграфических машин, входящих в состав полиграфических комплексов для производства упаковки из картона.

4) Разработать алгоритм и произвести расчет рациональной емкости накопителей и необходимого числа наладчиков, обслуживающих АПК.

5) Спланировать и реализовать вычислительный эксперимент с целью определения зон технической эффективности различных вариантов структурного построения АПК.

6) Выработать рекомендации по выбору параметров структурного построения полиграфических комплексов для производства упаковочной продукции из картона.

Научная новизна

Разработана новая расширенная имитационная модель процесса функционирования полиграфических комплексов, базирующаяся на модели В.И.

Боброва. Расширенная модель учитывает специфические особенности производства упаковочной продукции из картона и позволяет:

— исследовать техническую эффективность производственных систем в условиях случайного во времени потока заказов;

— моделировать полиграфические комплексы как с параллельной (сквозной), так и с последовательной (пооперационной) организацией производственного процесса;

— имитировать работу производственных систем со структурным построением практически любой степени сложности.

Впервые получены зависимости технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона с учетом разнообразных структурных, технических и производственных факторов. В качестве характеристик эффективности применялся комплекс показателей: производительность, продолжительность производственного цикла, коэффициент использования и пропускная способность производственной системы, на базе которых рассчитывался обобщенный показатель технической эффективности в виде аддитивной функции с использованием весовых коэффициентов относительной важности частных критериев.

Предложены новые показатели, характеризующие техническую эффективность полиграфических комплексов — вероятность выполнения заказов в требуемый срок и гарантированный срок изготовления заказов. Разработана методика интервального оценивания данных показателей.

Практическая ценность

На базе имитационной модели АПК разработан пакет прикладных программ, позволяющий автоматизировать процедуру оценки и прогнозирования технической эффективности эксплуатируемых полиграфических комплексов, а также предназначенный для решения задач структурного анализа и синтеза при проектировании новых производственных систем.

Читайте также:  Экологическая оценка жизненного цикла продукции. Сравнительный экобаланс упаковки из комбинированных материалов в Федеративной Республике Германия и Российской Федерации

Произведен сбор и обработка эксплуатационной информации о надежности полиграфических машин при производстве упаковки из картона. Полученные эксплуатационные характеристики надежности могут быть востребованы в процессе разработки новых и совершенствовании действующих полиграфических комплексов.

Предложенная методика оценки вероятности выполнения заказов в срок может оказаться особенно полезной при проектировании АПК с высокими требованиями к оперативности производственного процесса.

Разработаны и реализованы в виде программных модулей алгоритмы для расчета рациональной емкости накопителей и необходимого количества наладчиков, обслуживающих АПК.

Выводы и рекомендации, сформулированные на основе полученных экспериментальных зависимостей технической эффективности АПК, могут быть использованы при определении структурных параметров новых и модернизации существующих полиграфических комплексов.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на 42-й научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава МГУП и на научно-методическом семинаре «Проблемы упаковочной промышленности и подготовки кадров» в МГУПБ.

Публикации

По результатам диссертационной работы опубликовано семь статей.

Положения, выносимые на защиту

1) Новая расширенная имитационная модель процесса функционирования полиграфических комплексов для производства упаковки из картона, базирующаяся на модели В.И. Боброва.

2) Методика оценки вероятности выполнения заказов в срок.

3) Совокупность зависимостей технической эффективности вариантов структурного построения полиграфических комплексов от производственных и технических факторов.

Содержание работы

Предлагаемая диссертационная работа состоит из введения, трех глав, общих выводов, списка литературы из 116 наименований и трех приложений. Диссертационная работа изложена на 239 страницах и содержит 131 формулу, 39 рисунков, 16 таблиц.

Заключение диссертации по теме «Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)», Подобед, Денис Олегович

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Одной из основных тенденций научно-технического прогресса является переход от разработки отдельных машин-автоматов и полуавтоматов к созданию законченных систем автоматически действующего оборудования, решающих задачи выпуска конечной продукции.

С созданием и внедрением подобных сложных технических систем становится особенно остро проблема обеспечения их требуемой эффективности функционирования на этапах проектирования и эксплуатации. При этом повышающийся с каждым годом уровень требований к срокам изготовления полиграфической продукции вынуждает при оценивании технической эффективности руководствоваться не только показателями надежности и производительности комплексов, но и учитывать обеспечиваемую ими оперативность производственного процесса. В тоже время особенно важно учитывать тот факт, что на практике заказы в типографию поступают в случайные моменты времени, вызывая тем самым чередования периодов избыточной нагрузки или наоборот недозагрузки производственных мощностей.

Решение задачи оценки и прогнозирования технической эффективности полиграфических комплексов для производства упаковки из картона видится особенно актуальным, поскольку подобных исследований в данной области ранее не проводилось.

Читайте также:  Традиции и современность в дизайне упаковки :На примере винной упаковки

2. Разработана новая расширенная имитационная модель процесса функционирования полиграфических комплексов, базирующуюся на модели В.И. Боброва. Расширенная модель учитывает специфические особенности производства упаковочной продукции из картона и позволяет:

— исследовать техническую эффективность производственных систем в условиях случайного во времени потока заказов;

— моделировать полиграфические комплексы как с параллельной (сквозной), так и последовательной (пооперационной) организацией производственного процесса;

— имитировать работу производственных систем со структурным построением практически любой степени сложности и т.д.

Результаты проверочных расчетов с использованием математического аппарата теории надежности и теории массового обслуживания не опровергли гипотезы об адекватности предложенной имитационной модели АПК.

Имитационная модель АПК реализована в виде пакета прикладных программ для Windows, написанных на языке Object Pascal в среде визуального объектно-ориентированного программирования Borland Delphi.

4. На базе новой имитационной модели АПК разработана оригинальная методика оценки и прогнозирования оперативности производственного процесса, обеспечиваемого полиграфическим комплексом. В качестве показателей оперативности выступают вероятность выполнения заказов в срок и гарантированный срок выполнения заказов.

Методики прошла апробацию на практике (имеется соответствующий акт о внедрении). Построены графики и регрессионные модели зависимости гарантированного срока выполнения заказов от тиражности продукции при разных уровнях требуемой вероятности.

5. Произведен сбор и статистическая обработка эксплуатационной информации о надежности полиграфических машин, изготовляющих упаковку из картона. Собранные сведения сгруппированы по виду оборудования и типу отказов. Построены гистограммы распределения наработки на отказ и времени восстановления. Рассчитаны точечные и интервальные оценки основных (согласно ГОСТ 27.002-89) показателей надежности, характеризующие безотказность и ремонтопригодность полиграфических машин.

6. Предложен алгоритм расчета рациональной емкости межоперационных накопителей. На имитационной модели исследована зависимость рациональной емкости накопителей от технических свойств эксплуатируемого оборудования (среднее время восстановления, номинальная производительность, параметр потока отказов) и тиражности заказов. Построена четырехфакторная регрессионная модель. Путем проверки соответствующих гипотез подтверждена ее адекватность и значимость.

7. Предложена методика и произведены расчеты необходимого числа наладчиков (бригад обслуживающего персонала) с позиции выполнения работ по поиску и устранению отказов АПК. Ключевыми факторами при определении необходимого числа наладчиков выступают число резервируемых машин и характеристики надежности оборудования.

8. Произведен сравнительный анализ предполагаемых вариантов структурного построения полиграфических комплексов. В общей сложности исследована эффективность функционирования более двадцати типовых вариантов структур АПК с учетом широкого спектра технических и производственных факторов. Результаты вычислительных экспериментом в виде частных относительных показателей и аддитивного обобщенного показателя технической эффективности представлены в табличном и графическом виде. Сформулированы ряды предпочтения (зоны эффективности) структурных вариантов АПК в разных точках факторного пространства.

Posted on in Ученые записки

Back to Top