CC BY
13
ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
УДК 685.34.05
С. П. Александров, А. В. Шестов, Т. В. Жуковская МЕТОД ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЛАЗМЕННЫХ УСТАНОВОК
ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВЕРХА ОБУВИ
(Сообщение 3)
Ключевые слова: общественный продукт труда, добавочная потребительская стоимость, показатели качества обуви,
плазменные установки.
Многовариантный анализ схемных решений конструкций плазменных установок предлагается проводить по критерию общественного продукта труда. Создаваемый продукт оценивается по добавленной потребительской стоимости, для чего производиться сопоставление цен аналогичных объектов или выпуск пробной партии с дифференцированными ценами и установление приемлемой для рынка и производства. В качестве экспресс метода можно выполнить прямое сопоставление повышения качества обуви за счет применения плазменной обработки с существующим уровнем качества изделия традиционного метода производства и оценить их разницу в ценовых показателях.
Keywords: social product of labour, incremental consumer cost, quality indicators, plasma plant.
Multivariate analysis of the circuit designs plasma systems it is proposed that the criterion of the social product of labour. Create products evaluated by the consumer added value, which carried out a comparison ofprices of similar objects or release test batch with differentiated prices and the establishment of acceptable for the market and production. As an express method of direct comparison improve quality shoes can be accomplished by applying plasma treatment to the existing level of quality ofproducts and traditional production method to evaluate their differences in terms ofprice.
емого уровня разряжения, в рабочую камеру 2 на вторую продольную опору 10 в зону плазменной обработки, а затем на продольную опору 11 разгрузочной камеры 3.
Третий робот 12 обеспечивает разгрузку обработанных плазмой заготовок из разгрузочной камеры на стол, где собираются заготовки в пачки для передачи в цех сборки обуви.
Для создания и поддержания требуемого режима обработки заготовок плазмой, установки оснащены двумя электродами 14, высокочастотным генератором 15, вакуумных откачным постом 16, системой подачи плазмообразующего газа 17, пневматическим компрессором 18.
За исходное принимается положение, когда в рабочей камере 2 происходит плазменная обработка заготовок, при этом загрузочная камера 1 заполнена необработанными заготовками, разгрузочная камера 3 свободна от заготовок. Все камеры находятся в условиях вакуумного разряжения.
По завершению плазменной обработки заготовок в рабочей камере 2 открывается межкамерный шлюз 6, соединяющий рабочую камеру 2 и разгрузочную камеру 3. Второй робот 9 переносит обработанные заготовки в разгрузочную камеру 3, освобождая рабочую камеру 2.
Промежуточный шлюз 5, соединяющий загрузочную камеру 1 с рабочей камерой 2, открывается одновременно с межкамерным шлюзом 6. Второй робот 9 переносит необработанные заготовки из загрузочной камеры 1 в освободившуюся рабочую камеру 2 в позицию между электродами 14. По завершению этой операции одновременно закрывают-
В качестве третьего варианта схемного решения рассмотрим роботизированную плазменную установку для обработки заготовок обуви [1].
Установка состоит из линейно расположенных вакуумных камер: загрузочная камера 1 (рисунок 1), рабочая камера 2, разгрузочная камера 3. Загрузочная камера 1 отделена от внешней среды входным шлюзом 4, который обеспечивает её герметизацию. Загрузочная и рабочая камеры отделены друг от друга герметизирующим промежуточным шлюзом 5. Рабочая и разгрузочная камеры - межкамерным шлюзом 6.
Рис. 1 - Роботизированная плазменная установка для обработки заготовок обуви
Первый робот 7, расположенный у загрузочной камеры 1 предназначен для переноса и установки заготовок с приёмного стола на первую продольную опору 8 загрузочной камеры. Функция второго робота 9 - переместить заготовки из загрузочной камеры, где предварительно откачен воздух до требу-
ся промежуточным 5 и межкамерный 6 шлюзы, изолируя рабочую камеру 2. Затем открываются входной 4 и последний 13 шлюзы и первый робот 7 заполняет заготовками загрузочную камеру 1, а третий робот 12 переносит из разгрузочной камеры 3 обработанные плазмой заготовки на стол для передачи в цех сборки обуви. Входной 4 и последний 13 шлюзы закрываются, начинается откачка воздуха из загрузочной 1 и разгрузочных 3 камер. Включается система подачи плазмообразующего газа 17 в рабочую камеру 2, на электродах 14 устанавливается высокочастотное напряжение и начинается плазменная обработка заготовок. Порядок работы плазменной установки показан на циклограмме (рис. 2).
Т,
Элементы ) 1 3' |} 1« # |б (г № ^ |10 1" 12 |13 14 15 16
Плазмалрон
Шлюз 2 ■■■ /
ШлюзЗ / /
ПР2 /|/
Шлюз 1 /
Шлюз 4 / /
ПРЗ /
ПРЗ /
Откачной ____—
Система подачи газа /
Рис. 2 - Циклограмма роботизированной плазменной установки для обработки обувных заготовок
Проведем расчет эффективности обработки заготовок обуви на роботизированной плазменной установке. Исходные данные к расчету: производительность Qг = 80 000 пар в год ^см=366 пар/см); период работы в смену - Тсм = 8ч = 480мин., добавочная прибавочная стоимость изделия повышенного качества ДПС: 200; 150; 100 руб. Период технологического цикла Тц, согласно циклограмме (рисунок 8), составляет 15 мин.
Ценовые характеристики элементов роботизированной плазменной установки:
- плазменная камера - 10 млн. руб.
- программируемый промышленный робот - 12 млн. руб.
- камера загрузки и разгрузки - 0,3 млн. руб. каждая;
- установленная мощность электрических устройств - 45 кВт.
Количество производственных партий в смену: Ъ = Тсм/Тц = 480/15 = 32.
Число пар заготовок в одной производственной партии для выполнения сменного задания: р = Qсм / Ъ =366/32 = 11,4
Округляем для ближайшего большого числа Р=12 пар заготовок в одной партии.
Затраты на функционирование роботизированной плазменной установки:
- дополнительные единовременные затраты прошлого труда;
ЛТп складываются из стоимости плазменной Тпк и двух дополнительных Тдп камер и трех роботов;
ЛТп = Тпк + 2ТдК + 3 Тпр = 10 млн. руб.+ 2 * 0,3 млн. руб. +3 * 12 млн. руб. =46,6 млн. руб.
Текущие затраты прошлого труда ЛТУ
- затраты в год на электроэнергию (N=45 кВт, тариф - 6 руб. за кВт*ч.) ЛТу1= 45 кВт * 8ч * 219см * 6руб.=473 040 руб.;
- стоимость расхода газа в год ЛТу2 =14руб.ч * 8ч *219см =24 528 руб.;
- затраты в год на аренду помещения 80 м2, стоимость аренды одного м2 -6500 руб. в год: ЛТу3 = 80 м2 * 6 500руб/м2= 520 000 руб.
- амортизационные отчисления (10% от ЛТп ) ЛТу4 = 46,6 млн. руб. * 0,1 =4,66 млн. руб.
Суммарные текущие затраты прошлого труда: ЛТу = £ЛТУ1 = 473 040 +24 528+ 520 000+4 660 000=
5 677 568 руб.
Затраты добавленного живого труда ЛТж :
- зарплата и начисления в год специалиста-наладчика по механотроники при месячной зарплате 80 000 руб. коэффициент дополнительных начислений 0,8 и занятости 25% полного рабочего времени: ЛТж1 = 80 000 * 12 * 0,25*1,8 = 432 000 руб. в год;
- дополнительные затраты на ремонт и межремонтное обслуживание (1% от стоимости оборудования) прошлого труда в год ДТж2= 46600000*0,01=466000 руб.
Суммарные дополнительные затраты живого труда ДТж = 432000+466000 = 898000 руб.
Суммарные текущие затраты прошлого и живого труда ЛТуж = ЛТУ + ЛТж = 5 677 568 + 898 000=
6 575 568 руб.
Подставим полученные значения в формулу добавочного общественного продукта труда при ЛПС = 200 руб. на одну пару обуви: ЛАт = (200 х 80000 х К) / (46600000 + 6575568К) = N / (2,91 + 0,4Ш).
Дополнительный общественный продукт труда от эксплуатации роботизированной плазменной установки за 1-4 года при ЛПС=200руб. Ат1=0,30; Ат2 =0,54; Ат3 = 0,72; Ат4 =0,88
На рисунке 3 представлены графические зависимости дополнительного общественного продукта труда от количества лет эксплуатации роботизированной плазменной установки при добавочной потребительской стоимости на одну пару обуви ЛПС = 100; 150 и 200руб.
Графики показывают, что роботизированная плазменная установка при добавочной потребительской стоимости 100-200руб. за одну пару обуви в период 1-4 года не приносит прибыль (Ат<1), то есть будет убыточной в этот период. Только начиная с шестого года эксплуатации появляется прибыль (Ат >1) при ЛПС= 200 руб.
Проведем сравнение вариантов плазменных установок различного уровня автоматизации по критерию дополнительного продукта труда. Рассматривается три типа плазменных установок неавтоматического действия, полуавтоматического и роботизированные. Условия анализа у всех плазменных установок одинаковы:
- годовая производительность 80 тыс. пар заготовок;
- добавочная прибавочная стоимость, создаваемая плазменной обработанной 150 руб. на одну пару заготовок;
- период работы всех плазменных установок 1-4 года.
Графики создаваемого дополнительного общественного продукта труда плазменными установками рассматриваемых типов за период 1-4 года приведены на рисунке 4.
Рис. 3 - График зависимости дополнительного общественного продукта труда от добавочной потребительской стоимости и периода работы роботизированной плазменной установки
Рис. 4 - График дополнительного общественного продукта труда, создаваемого плазменными установками неавтоматического действия, полуавтоматического и роботизированными при АПС = 150 руб. за период 1 - 4 года
Из графика видно, что лучший результат в виде скорейшего пересечения линии ЛАт=1 (начала превышения дохода над затратами) у полуавтоматической плазменной установки. Низкие показатели дополнительного общественного продукта труда у роботизированной плазменной установки связаны со значительными затратами на приобретение трех промышленных роботов последнего поколения, оснащенных средствами технического зрения и тактильными устройствами, что отражается на их стоимости.
Незначительный показатель дополнительного общественного продукта труда у плазменной установки неавтоматического действия объясняется недостаточной производительностью из-за последовательного метода обработки и осуществления операций разгрузки и загрузки ручным способом, что вызывает необходимость применение двух плазменных установок, стоимостью которых весьма значительна и двух операторов.
При выбранных условиях эксплуатации, соответствующих производительности пошивочного и сборочного цехов средней мощности, наиболее распространенных в настоящее время на обувных предприятиях, можно рекомендовать для внедрения полуавтоматическую плазменную установку с целью повышения качества обуви по ряду важных показателей - формоустойчивость, прочность крепления низа и др.
Таким образом, многовариантный подход к разработке конструкций плазменных установок позволяет определить на базе схемных решений оптимальный вариант.
В качестве критерия оценки предлагается показатель общественного продукта труда, включающий параметр добавочной прибавочной стоимости, связанный с улучшением показателей качества обрабатываемого на установке изделия.
На первом этапе оптимизации рассмотрены установки различного уровня автоматизации [2, 3]. Выявлено, что на этом этапе наилучший результат достигается на полуавтоматических плазменных установках, предназначенных для обработки обувных заготовок.
Установлены зависимости добавленного общественного продукта труда от параметров: добавочная прибавочная стоимость обрабатываемого изделия, периода работы, степени автоматизации плазменной установки.
Рассмотрев варианты конструкций плазменных установок с различным уровнем автоматизации и, выявив лучшее схемное решение - можно перейти к анализу конструкций на следующем уровне и оценить эффективность плазменных установок для обработки заготовок верха обуви с различным видом движения обрабатываемого полуфабриката - прямого хода и реверса.
Литература
1. Александров, С.П. Патент на изобретение № 2556166. Автоматизированное устройство проходного типа для плазменной обработки заготовок верха обуви / Александров С.П., Бердникова И.П., Абдуллин И.Ш. // Зарегистрировано 15.07.2015г.
2. Александров, С.П. Метод прогнозирования эффективности плазменных установок для обработки верха обуви (сообщение 1) /Александров С.П., Шестов А.В., Жуковская Т.В.// Вестник технол. ун-та. - 2016. - Т19. - №23. - С. 79-82.
3. Александров, С.П. Метод прогнозирования эффективности плазменных установок для обработки верха обуви (сообщение 2) /Александров С.П., Шестов А.В., Жуковская Т.В.// Вестник технол. ун-та. - 2017. - Т20. - №1. -С. 97-100.
© С. П. Александров - д.т.н., профессор кафедры КИЛП, МГУТУ им. К.Г. Разумовского, mor-galina@yandex.ru; А. В. Шестов - докторант каф. ПНТВМ КНИТУ, к.э.н., доц. каф. МП, МГУТУ им. К.Г. Разумовского, av2018@mail.ru; Т. В. Жуковская - к.т.н., доцент кафедры КОиО КНИТУ, sapr415@mail.ru.
© S. P. Alexandrov - Ph.D., professor of the department DLIP MSUTM, mor-galina@yandex.ru; A. V. Shestov - doctoral student, Department of PCMNM, KNRTU; Ph.D., Associate Professor, Department of ME, MSUTM, av2018@mail.ru; T. V. Zhukovskaya -Ph.D., associate professor, CCF, KNRTU, sapr415@mail.ru.
