Одним из наиболее сложных вопросов в технологической подготовке производства является вопрос: как выбрать фрезерный станок с чпу? Разнообразие вариантов обработки и оборудования для их осуществления, большое число факторов, необходимость приведения многих из них к системе оценок с одинаковой размерностью, неполное наличие данных по применению того или иного оборудования значительно затрудняют выбор. Оптимальным в любом случае будет купить станок чпу от производителя, минуя посредников.
Известны два принципиальных подхода чтобы выбрать станок с ЧПУ. Первый подход основан на анализе соответствия технических характеристик типовых станков условиям различных производств, второй - на основе совокупности экономических факторов.
К первому варианту выбора станка можно отнести подход, когда требуемое соответствие выдвинутых условий оценивается по характеристике станка, представляющей собой диаграмму с границами областей возможного использования изучаемого станка.
Для установления соответствия между станками и требованиями производства исследуют статистические закономерности распределения характеристических размеров деталей, обрабатываемых на станках различных групп. Изучение условий эксплуатации станков с точки зрения использования мощности, диапазонов скорости резания и подачи позволило уточнить их технические характеристики, выявить требования к станкам и установить их соответствие наиболее часто обрабатываемым заготовкам.
В ряде случаев целесообразность выбора фрезерных станков с чпу определялась методом экспертных оценок преимуществ и недостатков рассматриваемых вариантов. К подобным методам выбора станка с чпу относят качественный экономический анализ, в процессе которого выбор оборудования проводят по внешним признакам с помощью системы оценок «больше - меньше», «лучше - хуже», «дешевле - дороже» и т.д. Этот метод позволяет выбрать направление при первоначальном отборе вариантов, но не дает объективной оценки выбора. Нужно понимать, важным является как выбрать фрезерный станок с чпу, так и обеспечить его полную загрузку.
Применяют также и балльные методы, когда каждому рассматриваемому фактору (частному показателю качества) присваивается оценка в баллах, а выбор проводится по их сумме. Помимо оценки в баллах также используют и весомые коэффициенты частных показателей качества.
Определение количественных значений весовых коэффициентов частных показателей качества означает практическую оценку оптимальности рассматриваемой проблемы в целом, которая оценивается на основе главного показателя качества исследуемых станков. Методика определения весовых коэффициентов основывается на предположении, что частные показатели являются независимыми.
Известен метод нахождения весовых частных показателей качества при выборе станка с ЧПУ на основе статистических данных, согласно которым весовые коэффициенты рассматриваются как случайные величины с определенными законами распределения. Постоянные значения этих коэффициентов выражаются математическим ожиданием и дисперсией, отражающей отклонения весовых коэффициентов от математического ожидания. Если же отсутствуют данные о случайных законах распределения числовых характеристик частных показателей качества, то задача может быть решена на основе ограниченного числа опытов.
При ограниченных знаниях о числовых статистических характеристиках весовых коэффициентов и когда аналитическое решение задачи затруднено или вообще невозможно, используют метод статистических испытаний (метод Монте Карло). Согласно этому методу имитируют с помощью электронных вычислений эмпирическое исследование большого числа вариантов поставленной задачи, связывая вероятностные характеристики случайных событий с величинами, которые дают приближенное решение задачи математического анализа. Точность оценки по этому методу является также статистической и устанавливают с требуемой достоверностью границы, в пределах которых находится ошибка исследования. Обязательным условием использования метода Монте-Карло является разработка случайных чисел с заданным законом распределения.
Существуют и другие методы оценки весовых коэффициентов частных показателей качества, например, при неполной информации о законах распределения частных показателей качества. Но все они в той или иной степени основаны на имеющейся информации (полной или ограниченной), или на сопоставлении условий решаемых задач с условиями задач подобного характера или назначения.
Несмотря на широкое применение метода экспертных оценок, анализ показывает, что в настоящее время нет такого подхода, который не имел бы недостатков. Основной недостаток заключается в достоверности получаемых результатов, поскольку «точность» определения весовых коэффициентов зависит от особенностей оцениваемых объектов.
В основе первого подхода к выбору станка с ЧПУ не отражаются затраты общественно необходимого труда для выпуска продукции и не характеризуют сравнительную экономическую эффективность рассматриваемых вариантов оборудования. При их использовании большую роль играют опыт и квалификации технического персонала; полученные результаты страдают субъективизмом, не дают полной и всесторонней оценки выбранного варианта. Однако это не означает, что некоторые из рассмотренных методов не могут быть использованы при комплексной оценке выбора оборудования.
В основу второго подхода закладываются объективные методы выбора станка по оценке экономической эффективности от его применения, получаемой путем комплексного технико-экономического анализа условий использования станка на производстве. Такой анализ включает изучение технической, организационной и экономической целесообразности использования того или иного варианта оборудования.
Техническая целесообразность выбора фрезерного станка с ЧПУ сводится к установлению нескольких возможных вариантов изготовления заданных деталей и их сравнению. Показателями для сравнения являются эксплуатационные, конструктивные и технологические характеристики оборудования. Анализ организационной целесообразности заключается в установлении возможности изготовления заданных изделий в требуемом объеме в необходимые сроки подготовки производства, длительность производственного цикла, обеспечение непрерывности и ритмичности работы производства. Анализ экономической целесообразности заключается в установлении преимуществ и недостатков каждого варианта обработки с точки зрения экономии общественного труда. При его проведении определяется достигаемая экономическая эффективность от применения средств производства, рабочей силы и материальных ресурсов. Такой анализ позволяет дать обобщенную характеристику технических, организационных преимуществ и недостатков сравниваемых вариантов оборудования.
Имеется два подхода к вопросу выбора станка с ЧПУ с учетом его экономической эффективности:
- в первом случае определяют экономические показатели, характеризующие эффективность применения выбранного фрезерного станка;
- во втором случае на основе технико-экономического анализа определяют область рационального применения выбранного станка.
При определении экономических показателей проводится количественный анализ экономической эффективности использования станка с ЧПУ, при котором выявляют затраты на выпуск деталей. Эти затраты могут определяться тремя способами: бухгалтерским, поэлементным расчетом, методом себестоимости станко-часа.
При бухгалтерском методе цеховые расходы определяют в процентах к основной заработной плате производственных рабочих. Предполагается, что цеховые расходы строго пропорциональны заработной плате, поэтому границы между технологическими расходами и цеховыми (общезаводскими) стираются. Это приводит к ошибочным результатам при технико-экономическом анализе, так как более производительные процессы получаются всегда экономичными.
Согласно методу поэлементного расчета экономической эффективности расходы рассчитывают по нормативным и фактическим данным процесса обработки детали, а затем расходы суммируют. Подобный анализ повышает достоверность экономического расчета, но отличается высокой трудоемкостью.
Некоторые специалисты предлагают использовать расчет, при котором расходы относятся к единице времени работы фрезерного станка с ЧПУ. Так, в работе экономическая эффективность от внедрения станков оценивается по разности приведенных затрат, а сами затраты приводятся к одному часу (с учетом сменности и загрузки оборудования) годового фонда времени станка. В действительности не все расходы пропорциональны фонду времени работы станка, и поэтому часто учитывают только общие расходы.
Оптимальным подходом в вопросе: как выбрать фрезерный станок с чпу, на наш взгляд является выбор оборудования на основе анализа областей рационального применения, границы которых устанавливают с учетом обработки совокупности деталей по наименьшим приведенным затратам. При этом рассматривают только технологические затраты, зависящие от варианта процесса обработки деталей. Аналогичный подход используют и при определении областей применения роботизированных участков, где границы определяют из условий равенства годовых затрат при ручной работе и с применением робота. Подобный подход полезен в укрупненной оценке областей применения оборудования, но он не отвечает на вопрос о целесообразности использования станка с ЧПУ в условиях конкретного производства.
