輪胎設(shè)備能力計算公式的探討_續(xù)一_

1、第7期 項雅云 輪胎設(shè)備能力計算公式的探討(續(xù)一)425輪胎設(shè)備能力計算公式的探討(續(xù)一)項雅云(山東瀘河集團有限公司,山東諸城 262216)中圖分類號:TQ330 4 文獻標識碼:B 文章編號:1006-8171(2003)07-0425-06(接上期)2 生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力是指生產(chǎn)系統(tǒng)在一定時間、一定技術(shù)組織條件下將投入變?yōu)楫a(chǎn)出的能力,即將資源轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品或服務(wù)的能力。生產(chǎn)能力可分為最大生產(chǎn)能力、正常生產(chǎn)能力和實際生產(chǎn)能力。最大生產(chǎn)能力是指在理想條件下可獲得的生產(chǎn)能力。所謂理想條件,是指設(shè)備不發(fā)生故障,原材料供應(yīng)充分,生產(chǎn)系統(tǒng)滿負荷運行,生產(chǎn)計劃組織良好等條件。一般情況下,生產(chǎn)系統(tǒng)難以達到最

2、大生產(chǎn)能力。最大生產(chǎn)能力由生產(chǎn)系統(tǒng)中設(shè)備數(shù)量、工作時間和產(chǎn)出率決定。正常生產(chǎn)能力是可期望獲得的生產(chǎn)能力。它是在最大生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上,考慮設(shè)備利用率,即根據(jù)具體的產(chǎn)品組合、生產(chǎn)進度計劃、設(shè)備維修和質(zhì)量要求等因素作出相應(yīng)的扣除而得到的生產(chǎn)能力。實際生產(chǎn)能力是實際可獲得或可用的生產(chǎn)能力。它是在正常生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上考慮設(shè)備的使用效率,即考慮實際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的由于管理、技術(shù)失誤、工人缺勤或怠工、停電停水、待料和廢品等造成的工作時間損失等因素并做出相應(yīng)的扣除而得到的生產(chǎn)能力。實際生產(chǎn)能力是制定生產(chǎn)計劃和安排生產(chǎn)任務(wù)的最終依據(jù),只有受實際生產(chǎn)能力約束的生產(chǎn)計劃才是可行的。2 1 最大生產(chǎn)能力最大生產(chǎn)能力是

3、在沒有非正常因素影響生產(chǎn)的條件下獲得的,即生產(chǎn)每件產(chǎn)品需要的總時間就是其加工凈時間T。單臺設(shè)備最大日生產(chǎn)能力NM為:2 2 正常生產(chǎn)能力正常生產(chǎn)能力是在最大生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上考慮必要且無規(guī)律發(fā)生的不產(chǎn)生效益的時間消耗,即在凈時間的基礎(chǔ)上再加上寬放時間。寬放時間是在作業(yè)過程中必然發(fā)生的某些動作而需附加的時間。例如設(shè)備故障、清理余膠、更換機頭模具、吃飯、喝水、上廁所、疲勞恢復(fù)等。凈時間和寬放時間構(gòu)成標準時間TD。寬放時間與凈時間中考慮的輔助時間區(qū)別在于寬放時間無規(guī)律,共同點是都是必然發(fā)生的。單位工作時間里寬放時間所占的比例為寬放率(R),管理良好的單位一般推薦為15%,例如一個班8h,則寬放時間為7

4、2min。TD=T/(1-R)則單臺設(shè)備正常日生產(chǎn)能力NE為:NE=1440/TD=1440(1-R)/T各類生產(chǎn)設(shè)備的寬放時間均包括吃飯時間和設(shè)備維修時間。此外,還包括以下特殊因素:(1)密煉寬放時間:切換膠種洗車時間。(2)擠出寬放時間:切換規(guī)格換口型、流道板以及清膠時間等。(3)壓延寬放時間:切換不同簾布時間。(4)裁斷寬放時間:設(shè)定簾布寬度時間、臥裁磨刀時間等。(5)硫化寬放時間:更換模具、膠囊的時間以及因蒸汽溫度或壓力造成的硫化延時等。另外,胎坯成型、鋼絲圈成型、立式裁斷、上三角膠、鋼圈包布等寬放時間還要考慮操作人員的生理調(diào)整時間。對于密煉機、壓延機、擠出機、鋼絲圈成型機、426輪

5、胎 工 業(yè) 2003年第23卷連續(xù)生產(chǎn),還要考慮其預(yù)熱時間。所有非連續(xù)生產(chǎn)的設(shè)備均需要考慮生產(chǎn)準備和結(jié)束時間。2 3 實際生產(chǎn)能力實際生產(chǎn)能力是在有效生產(chǎn)能力基礎(chǔ)上考慮因管理造成的不必要時間耗損,即以標準時間和管理寬放時間構(gòu)成實際時間。設(shè)管理寬放率為G,則實際時間TE為:TE=T/(1-R-G)管理寬放率為3%5%,一般取3%。單臺設(shè)備實際日生產(chǎn)能力NS為:NS=1440/TE=1440(1-R-G)/T2 4 生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合實際能力在計算生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合實際能力時,要考慮各工序累計合格率。因為每道工序生產(chǎn)的產(chǎn)品不可能100%合格,就必然造成前道工序合格品在本工序變成廢次品,即前道工序需要生產(chǎn)比

6、理論需求更多的合格品。依此類推,越往前的工序,需要的合格品越多,以供后面各工序損耗。計算累計合格率采用沿工藝路線倒推法。由于各工序?qū)嶋H設(shè)備能力已考慮了本設(shè)備的產(chǎn)品合格率,因此累計合格率中不再考慮本工序設(shè)備的產(chǎn)品合格率,只考慮后道工序合格率。例如計算斜交輪胎胎體簾布某種密封膠需要的密煉時間,其工藝路線為:密煉壓延硫化。設(shè)硫化合格率為x1、成型合格率為x2、貼膠合格率為x3、簾布臥裁合格率為x4、簾布壓延合格率為x5,則密煉該種膠料的累計合格率xa為:xa=x1x2x3x4x5壓延該種簾布的累計合格率xb為:xb=x1x2x3x4裁斷該種簾布的累計合格率xc為:xc=x1x2x3簾布貼膠的累計合格

7、率xd為:xd=x1x2成型的累計合格率xe=x1。設(shè)備能力乘以累計合格率,就是該設(shè)備在生產(chǎn)系統(tǒng)中的實際能力。生產(chǎn)系統(tǒng)中實際生產(chǎn)能力最小(即瓶頸能力)的工序,其工序?qū)嶋H生產(chǎn)能力就是生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合實際能力。3 舉例3 1 斜交輪胎(以9.00-2014PR為例)9.00-2014PR斜交輪胎施工表見表2。3 1 1 密煉機年實際生產(chǎn)能力以VIC275密煉機為例的各段膠料密煉時間及質(zhì)量見表3。每千克XB1終段膠的密煉凈時間如下:t=(t1/g1)(g21/g2)+t2/g2=表2 9.00-2014PR斜交輪胎施工表部件名稱胎體簾布層內(nèi)襯層胎體簾布層胎體簾布層胎體簾布層胎體簾布層胎體簾布層緩沖層緩

8、沖層胎圈包布鋼圈包布三角膠鋼絲圈胎面膠部件數(shù)量11111111124441膠料代號XB1XYXB1XB1XB1XB2XB2XHXHXZXZXSXGXM119#骨架材料代號NV1NV1NV1NV1NV2NV3NV3NV31260D/175型布角度/( )6060606060606060606060長度/mm186518651870187518801885189018971904160016801710寬度/mm86066083090087076574522518510085厚度/mm1.150.801.151.151.151.151.151.701.700.90.85膠料質(zhì)量/kg1.1151.

9、2371.0791.1731.1371.1641.1360.7090.5850.2190.3910.8880.46610.1517根,7層,展開長度115901960第7期 項雅云 輪胎設(shè)備能力計算公式的探討(續(xù)一)表3 各段膠料的密煉時間及質(zhì)量(VIC275密煉機)膠料代號XB1XB2XYXHXZXSXGXM1XM2一段膠質(zhì)量205205216205214202201192201二段膠二段使用一一段膠密質(zhì)量196198 196 194195187187段膠質(zhì)量193194 192 192193185184煉時間250255280260260265260265250二段膠密煉時間230220

10、240 2402202302204273 1 2 胎面擠出胎面擠出機顯示的擠出速度(擠出后第1條輸送帶的速度)為7.9m min-1,在胎面裁刀處可測出每刀時間為16.76s(即0.2793min),一次擠出1條胎面,從施工表中可查出9.00-2014PR輪胎的胎面長度為1.960m,則K=L/(tLV)=1.960/(0.2793 7.9)=0.8883Tm=L/(KV)=1.960/(0.8883 7.69)=0.2793(min)胎面擠出機一個班需要考慮的寬放時間包括:設(shè)備故障停機時間占3.1%;廢次品導(dǎo)致的時間損失占0.4%;更換口型板2次,每次7min,同時更換口型板和流道板0.5次

11、,每次23min,合計25.5min,占班時間5.31%;我公司胎面擠出每3天停一個班,開機時需要準備時間40min,即每8個班需要一次開機準備時間,占1.04%,共計9.85%。每條胎面需要擠出實際時間為:TE2=注:密煉時間記入投料時間15s;膠料質(zhì)量單位為kg;密煉時間單位為s。(250/205) (193/196)+230/196= 0.03957(min)依此類推,每千克各段終段膠的密煉凈時間(min)分別為:XB2 0.03928;XY 0.02161;XH 0.04112;XZ 0.02025;XS 0.04226;XG 0.04014;XM1 0.04326;XM2 0.040

12、01。每條9.00-2014PR輪胎需要的密煉凈時間如下:Tj=Tm/(1-R2-G)=0.2793/(1-9.85%-3%)=0.3205(min)Giti=(1.115+1.079+1.173+1.137) 0.03957+(1.164+1.136) 0.03928+1.136 0.02161+(0.709+0.585) 0.04112+(0.219+0.391) 0.02025+0.888 0.04226+0.466 0.04014+10.151 0.04326+7.373 0.04001=1.149(min)密煉機一個班(480min)需要考慮的寬放時一臺胎面擠出機一個班的生產(chǎn)能力為:

13、NB2=480/TE2=480/0.3205=1498(條)年生產(chǎn)能力(每天3班,一年300個工作日):N2=300 3 1498=1348200(條)3 1 3 鋼絲圈成型機鋼絲圈成型機上顯示的牽引速度為120.5m min-1,每次更換鋼絲錠子停機時間為3.5min,每錠鋼絲平均長度為12000m,從施工表中可查出9 00-2014PR鋼絲圈為7根排列,繞7層,展開長度為11.59m,一次卷成1個鋼絲圈,一條9 00-2014PR輪胎需要4個鋼絲圈。單胎需要的鋼絲圈成型凈時間為:TJ=hLG1/(fVa)+pTH/LD=4 11.591/(1 120.5)+7 3.5/12000=0.47

14、94(min)鋼絲圈成型一個班需要考慮的寬放時間包括:吃飯時間30min,占班時間6.25%;設(shè)備故障停機時間占2.8%;廢次品導(dǎo)致的時間損失占;5間包括:吃飯時間(40min)占8.33%,設(shè)備故障停機時間占1.5%,廢次品導(dǎo)致的時間損失占1.2%,共計11.03%。每條9.00-2014PR輪胎需要的密煉實際時間為:TE1=Tj/(1-R1-G)=1.149/(1-11.03%-3%)=1.337(min)則一臺VIC275密煉機一個班的生產(chǎn)能力為:NB1=480/TE1=480/1.337=359(條)年生產(chǎn)能力(每天3班,一年300個工作日):428輪 胎 工 業(yè) 2003年第23卷m

15、in,占班時間4.17%;鋼絲圈成型每3天停一個班,開機時需要準備時間30min,即每8個班需要一次開機準備時間,占0.78%,共計14.2%。每條輪胎需要的鋼絲圈成型實際時間如下:TE3N4=300 3 2479=2231100(條)3 1 5 臥式裁斷機我公司用于斜交輪胎胎體簾布裁斷的臥式裁斷機導(dǎo)開為雙工位,每臺機配4個人工接頭、卷取機,換卷取卷不影響裁斷時間。裁斷寬度為700900mm,裁斷處遞送簾布的速度峰值為35m min-1。裁斷后簾布寬度為830mm,簾布裁斷角度為60 ,每刀裁斷總時間為3.12s,簾布運動時間為1.76s,換一次導(dǎo)開卷影響裁斷時間2.3min。導(dǎo)開簾布寬度為1

16、.45m,每卷長度為180m。計算如下:=Vb2/2(VbtO-BC/sin )=352/2 (35 1.76/60-0.83/sin60 )=8972(m min-2)K1=1/(BVb)=1/(1.45 35)=0.0197K2=Vb/(2 B)+t0/B=35/(2 8972 1.45)+(3.12-1.76)/60/1.45=0.0170K3=tF1/LJ+tF2BC/(BLa)=2.3 0.83/(1.45 180)=0.00739.00-2014PR輪胎需要在臥式裁斷機上裁斷的簾布尺寸見表4。單胎需要的裁斷凈時間如下:TB=TJ/(1-R3-G)=0.4794/(1-14.2%-3

17、%)=0.5790(min)一臺鋼絲圈成型機一個班的生產(chǎn)能力為:NB3=480/TE3=480/0.5790=829(條)年生產(chǎn)能力(每天3班,一年300個工作日):N3=300 3 829=746100(條)3 1 4 纖維簾布壓延機纖維簾布壓延機導(dǎo)開和卷取為雙工位,且前后都有儲布裝置,即換卷不影響壓延。壓延機顯示的壓延速度(m min-1)為:NV1 48;NV2 45;NV3 30;1260D/1 50;75型布 36。壓延簾布寬度為1.45m。從施工表中可計算出9.00-2014PR輪胎需要各種簾布的面積(m2):NV1 6.4791;NV2 1.4420;NV3 2.1871;126

18、0D/1 0.1600;75型布 0.1428。單胎需要的壓延凈時間為:TS=SitSi= (Si/0.1704(min)Vi)/B=(6.4791/48+1.4420/45+2.1871/30+0.1600/50+0.1428/36)/1.45=纖維簾布壓延一個班需要考慮的寬放時間包括:設(shè)備故障停機時間占3.4%;廢次品導(dǎo)致的時間損失占0.7%;切換不同簾線導(dǎo)致壓延機減速或停機平均時間損失占3.7%;纖維簾布壓延每3天停一個班,開機時需要準備時間45min,即每8個班需要一次開機準備時間,占1.17%,共計8.97%。每條輪胎需要的壓延實際時間為:TE4LBitqi=LBi(K1BCi+K2

19、sin i+K3)=1.865 (0.0197 0.86+0.0170 sin60 +0.0073)+1.87 (0.0197 0.83+0.0170 sin60 +0.0073)+1.875 (0.0197 0.9+0.0170 sin60 +0.0073)+1.88 (0.0197 0.87+0.0170 sin60 +0.0073)+1.885 (0.0197 0.765+0.0170 sin60 +0.0073)+1.89 (0.0197 0.745+0.0170 sin60 +0.0073)=0.4316(min)纖維簾布臥式裁斷一個班需要考慮的寬放時間包括:吃飯時間30min,占班

20、時間6.25%;設(shè)備故障停機時間占2.6%;廢次品導(dǎo)致的時間損失;(=TS/(1-R4-G)=0.1704/(1-8.97%-3%)=0.1936(min)一臺纖維簾布壓延機一個班的生產(chǎn)能力為:NB4=480/TE4=480/0.1936=2479(條),第7期 項雅云 輪胎設(shè)備能力計算公式的探討(續(xù)一)表4 9 00-2014PR輪胎在臥式裁斷機上裁斷的胎體簾布尺寸序號123456部件數(shù)量111111角度/( )606060606060長度/m1.8651.871.8751.881.8851.89寬度/m0.860.830.90.870.7650.745序號部件名稱1234緩沖層緩沖層胎圈包

21、布鋼圈包布部件數(shù)量1124429表5 9 00-2014PR輪胎在立式裁斷機上裁斷的簾布尺寸膠料代號XHXHXZXZ骨架材料代號NV3NV31260D/175型布角度/長度/寬度/( )60606060mm1897190416001680mm225185100850.0239 sin60 )=0.0973(min)單胎胎圈包布和鋼絲圈包布需要的裁斷凈時間為:TBB =BCi+ LBi(KB1KB2 sin i)=每班設(shè)定48次)共4.8min,占班時間1%;磨裁刀時間占0.83%;未裁完一卷就需要切換另一種簾布,平均每班發(fā)生3次,共6.9min,占1.44%,共計13.52%。每條輪胎需要的臥

22、裁實際時間為:TE5=TB/(1-R5-G)=0.4316/(1-13.52%-3%)=0.5170(min)一臺臥式裁斷機一個班的生產(chǎn)能力為:NB5=480/TE5=480/0.5170=928(條)年生產(chǎn)能力(每天3班,一年300個工作日):N5=300 3 928=835200(條)3 1 6 立式裁斷機裁斷緩沖層簾布時,每分鐘38刀,每卷取卷平均卷30條簾布(即30刀);裁斷胎圈包布和鋼絲圈包布時,每分鐘46刀,每卷取卷平均卷50條簾布(即50刀);導(dǎo)開卷長度為180m,寬度為1.45m;換一個導(dǎo)開卷影響裁斷時間6min,換一個卷取卷影響裁斷時間0.25min。裁斷緩沖層簾布時:KH1

23、 =tF2/(BLa)=6/(1.45 180)=0.0230KH2 =(tC+tF1/j)/B=(1/38+0.25/30)/1.45=0.0239裁斷胎圈包布和鋼絲圈包布時:KB1 =tF2/(BLa)=6/(1.45 180)=0.0230KB2 =(tC +tF1/j )/B=(1/46+0.25/50)/1.45=0.01849.00-2014PR輪胎需要用立式裁斷機裁斷的簾布尺寸見表5。單胎緩沖層需要的裁斷凈時間為:TBH =1.600 2 (0.0230 0.100+0.0184 sin60 )+1.680 4 (0.0230 0.085+0.0184 sin60 )=0.178

24、6(min)單胎胎圈包布和鋼絲圈包布需要的裁斷凈時間為:TB =TBH +TBB =0.0973+0.1786=0.2759(min)纖維簾布立式裁斷一個班需要考慮的寬放時間包括:吃飯時間30min,占班時間6.25%;設(shè)備故障停機時間占0.8%;廢次品導(dǎo)致的時間損失占1.1%;裁斷寬度設(shè)定影響裁斷(每次20s,平均每班設(shè)定24次)共8min,占班時間1.67%;未裁完一卷就需要切換另一種簾布,平均每班發(fā)生2次,共12min,占2.5%,共計12.32%。每條輪胎需要的立裁實際時間為:TE6=TB /(1-R6-G)=0.2759/(1-12.32%-3%)=0.3258(min)一臺立式裁斷

25、機一個班的生產(chǎn)能力為:NB6=480/TE6=480/0.3258=1473(條)年生產(chǎn)能力(每天3班,一年300個工作日):N6=300 3 1473=1325700(條)3 1 7 纖維簾布貼膠機貼膠機貼膠速度為22.6m min-1,導(dǎo)開卷和卷取卷簾布長度為10張裁斷簾布的長度,換一個導(dǎo)開卷影響的貼膠時間為17s,換卷取卷不影響貼膠。9.00-2014PR輪胎需要貼膠的簾布尺寸見表6。BCi+ LBi(KH1KH2 sin i)=1.897 (0.0230 0.225+0.0239 0430輪 胎 工 業(yè) 2003年第23卷表6 9 00-2014PR輪胎需要貼膠的簾布尺寸序號12部件名

26、稱胎體簾布層內(nèi)襯層部件數(shù)量11膠料骨架材角度/代號料代號XB1NV1XY( )6060長度/mm186518659.00-20的1/3或1/4。3 1 8 雙模硫化機9.00-2014PR外胎硫化時間為60min, 1613mm硫化機動作周期(開合模時間)為7.18min,則單胎硫化凈時間為:TC=(tu+tv)/2=(60+7.18)/2=33.59(min)硫化一天(1440min)需要考慮的寬放時間包括:設(shè)備故障停機時間占3.5%;廢次品導(dǎo)致的時間損失占0.3%;蒸汽壓力或溫度偏低導(dǎo)致的延時占0.6%;規(guī)格切換導(dǎo)致的更換模具時間占0.8%;清洗模具導(dǎo)致的更換模具時間占1.11%(每30天清洗一次,更換一次模具影響的硫化時間為480min,其中包括卸模具前冷卻時間120min和硫化前預(yù)熱時間180min),共計6.31%。另外,更換膠囊(按平均使用150次,更換一個膠囊需要45min)所需要的時間分攤到每條輪胎上為0.3min。每條輪胎需要的硫化實際時間為:TE8=Ka=tM/LF+tG/LE=0+17/60/(1.865 10)=0.0152Ta= LFitRi=LFi(1/VCi+0.1109(min)Ka)=1.865 (1/22.6+0.0152)=纖