Сколько станков нужно участку под заданную программу выпуска
Порядок расчёта числа станков по штучному времени и программе выпуска, как считается доступный фонд времени, что меняет результат и что проверяется до закупки.
Число станков на участке определяется программой выпуска, а не площадью цеха и не бюджетом. Расчёт идёт от номенклатуры и объёма: по каждой детали считается штучное время, суммируется загрузка в станко-часах, сопоставляется с доступным фондом времени одного станка и делится на него. Результат округляется вверх, а затем проверяется на устойчивость к отказам и к изменению номенклатуры.
Ниже — порядок расчёта, как считается доступный фонд времени, что делать с разнотипными операциями и что проверяется до закупки. Станки собраны в разделах токарные станки с ЧПУ и фрезерные станки с ЧПУ.
Порядок расчёта
- Составляется перечень деталей с годовой или месячной программой по каждой позиции.
- По каждой детали определяется маршрут: какие операции и на каком типе станка выполняются. Деталь с токарными и фрезерными переходами попадает в расчёт дважды — по каждой группе оборудования.
- Считается штучное время операции. Оно складывается из машинного времени, времени на установку и снятие детали, смену инструмента и измерения. Для серийной работы берётся время после отладки программы, а не время первой детали.
- Штучное время умножается на программу выпуска — получается годовая загрузка по операции в станко-часах.
- Загрузки суммируются по группам однотипного оборудования: отдельно токарная группа, отдельно фрезерная, отдельно многоосевая.
- Суммарная загрузка делится на доступный фонд времени одного станка. Результат округляется вверх.
- Проверяется коэффициент загрузки полученного парка. Значение выше 0,85 означает отсутствие резерва: любой отказ или срочный заказ срывает программу.
Пример порядка расчёта: суммарная токарная загрузка 7 200 станко-часов в год при доступном фонде 3 600 часов на станок даёт два станка с загрузкой 100 %. Это недопустимо высокое значение, поэтому берётся три станка с загрузкой около 67 % либо организуется вторая смена на двух станках.
Как считается доступный фонд времени
- Берётся календарный фонд по графику работы: число рабочих дней, число смен, длительность смены.
- Вычитаются плановые остановки: техническое обслуживание, замена масла и фильтров, поверка измерительных средств, плановые ремонты.
- Вычитаются переналадки. Их объём зависит от размера партии: при частой смене номенклатуры переналадки съедают заметную долю фонда.
- Вычитаются внеплановые простои. На действующем участке они берутся по факту, на новом — закладывается резерв.
- Вычитается время ожидания: отсутствие заготовки, инструмента, оператора, управляющей программы.
- Полученное значение и есть доступный фонд. Для односменной работы с учётом всех вычетов это обычно 1 600–1 800 часов в год на станок, для двухсменной — вдвое больше за вычетом дополнительных переналадок.
Сокращение потерь фонда часто дешевле покупки станка: система нулевой точки, подготовка инструмента вне станка и запас быстроизнашиваемых позиций возвращают часы без капитальных затрат. Оснастка собрана в разделе оснастка для станков, подбор запчастей описан на странице подбор запчастей.
Что меняет результат расчёта
| Фактор | Как влияет на число станков | Что с этим делают |
|---|---|---|
| Размер партии | Мелкие партии увеличивают долю переналадок и требуют больше станков | Система нулевой точки, групповая оснастка, объединение партий |
| Число смен | Вторая смена удваивает фонд и сокращает парк | Вторая смена требует персонала и организации обслуживания |
| Концентрация операций | Станок с осью Y и противошпинделем закрывает маршрут за одну установку | Один дорогой станок вместо двух простых и межоперационного хранения |
| Автоматизация загрузки | Увеличивает фонд за счёт работы без оператора | Прутковая подача, паллетная система, роботизированная загрузка |
| Разброс по типам деталей | Широкая номенклатура требует универсальных станков и резерва | Разделение на универсальную и специализированную группы |
| Требования к точности | Часть операций нельзя передать на любой свободный станок | Выделение точных станков под отдельные операции |
Что делать с разнотипными операциями
- Группировать детали по маршруту, а не по названию. Две внешне разные детали с одинаковым маршрутом загружают одну и ту же группу оборудования.
- Считать загрузку отдельно по каждой группе: горизонтальные токарные, вертикальные токарные, вертикально-фрезерные, горизонтально-фрезерные, многоосевые. Станки разных групп не взаимозаменяемы.
- Проверять, не выгоднее ли сократить число операций концентрацией. Токарный центр с осью Y и противошпинделем убирает отдельную фрезерную операцию, а вместе с ней — межоперационное хранение и повторную установку.
- Выделять узкое место. Один станок с загрузкой 95 % при общей загрузке парка 60 % определяет пропускную способность всего участка, и расширять надо именно его.
- Проверять, нужен ли отдельный станок под черновые операции: грубая обработка на точном станке расходует его ресурс.
- Учитывать детали, обработка которых передаётся на сторону. Их загрузка в расчёт не входит, но при переводе внутрь производства должна быть добавлена.
Что проверяется до закупки
- Программа выпуска по каждой позиции и её устойчивость: разовый заказ не основание для покупки станка.
- Штучное время, полученное расчётом или замером, а не оценкой по памяти.
- Фактический доступный фонд времени на действующем участке — он почти всегда меньше ожидаемого.
- Коэффициент загрузки рассчитанного парка и наличие резерва на отказ.
- Наличие персонала на все смены, заложенные в расчёт.
- Площадь, мощность питания и объём сжатого воздуха под рассчитанное число станков.
- Потребность в оснастке, инструменте и измерительных средствах на каждый станок.
- Что выгоднее при найденном узком месте: докупить станок, сократить переналадки или перейти на концентрацию операций. Оценка описана на странице технологический аудит и консалтинг.
Частые вопросы
Какой коэффициент загрузки считать нормальным? Для серийного производства с устойчивой программой — 0,70–0,80. Выше 0,85 парк работает без резерва, ниже 0,55 — оборудование простаивает и окупается дольше расчётного срока.
Что выгоднее — третий станок или вторая смена? Вторая смена дешевле по капитальным затратам, но требует людей и организации обслуживания в нерабочее время. Третий станок дороже, зато добавляет резерв на отказ и сокращает зависимость от персонала. Сравнение делается по пятилетнему горизонту вместе с расходами на оплату труда.
Как считать, если номенклатура ещё не определена? Берутся типовые представители — две-три детали, характерные по габариту, материалу и точности, — и программа оценивается по ним. Расчёт перепроверяется, когда номенклатура уточнится.
Нужно ли закладывать запас на рост программы? Запас закладывается не числом станков, а площадью, мощностью питания и подводом воздуха под дополнительные места. Докупить станок проще, чем переделывать энергоснабжение цеха.
Что прислать для расчёта? Перечень деталей с программой выпуска, чертежи или эскизы с габаритом, материалом и точностью, действующий график работы участка, фактические простои и время переналадок, доступную площадь и мощность питания.
Что мы делаем
Считаем штучное время по чертежам, сводим загрузку в станко-часах по группам оборудования, определяем доступный фонд времени по вашему графику, находим узкое место и показываем, где докупка станка заменяется сокращением переналадок или концентрацией операций, подбираем модели под рассчитанную загрузку. Услуги — подбор станка и технологический аудит и консалтинг. Станки — в разделах токарные станки с ЧПУ, вертикально-фрезерные обрабатывающие центры и горизонтально-фрезерные обрабатывающие центры.
Пришлите перечень деталей с программой выпуска на stanki@erher.ru — посчитаем загрузку в станко-часах, назовём нужное число станков и подберём модели.
