Экономическая эффективность предлагаемого решения по повышению качества метрологического обеспечения на НП ОАО «Литмаш»

   Расчет численности поверителей средств измерений геометрических величин.
  Численность поверителей определяют исходя из номенклатуры и количества, применяемых на предприятии средств измерений, подлежащих собственной поверке, периодичности и среднегодовых норм времени на поверку одного средства измерения.
   Расчет годовой потребности времени на поверку СИ геометрических величин представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Расчет годовой потребности времени на поверку СИ геометрических величин

№ п/п	Наименование СИ	Колво	МП И	Норма времени на поверку, ч.	Годовая потребность времени на поверку, ч.
1	Глубиномеры индикаторные	12	12	0,3	3,9
2	Глубиномеры микрометрические	32	12	0,4	12,8
3	Головки изм. рычажно-зубчатые	2	12	1,2	4,8
4	Индикаторы часового типа	54	12	0,4	21,6
5	Индикаторы многооборотные	4	12	1,2	4,8
6	Калибры гладкие для валов и отверстий	47	6	0,30	28,2
7	Калибры для конусов	22	12	0,2	4,4
8	Калибры резьбовые пробки и кольца	114	12	0,2	4,4
9	Линейки измерительные металлические	63	12	0,25	15,75
10	Линейки поверочные	34	12	0,3	20,4
11	Микрометры гладкие	261	6	0,3	78,3
12	Микрометры резьбовые	14	12	0,5	7,0
13	Микрометры рычажные	11	12	0,5	5,5
14	Меры длины концевые	21	12	0,1	150,0
15	Нутромеры микрометрические	20	6	4,0	160,0
16	Нутромеры индикаторные	115	6	0,6	138,0
17	НСИ	80	12	0,5	40,0
18	НСИ для ИЦ	34	12	0,5	17,0
19	Наборы щупов	18	12	0,08	17,28
20	Наборы принадлежностей к ПКМД	4	12	0,08	17,28
21	Призмы поверочные	17	12	1,0	17,0
22	Плиты поверочные	14	12	1,5	21,0
23	Рулетки измерительные металлические	27	6	0,3	16,2
24	Скобы с отсчетным устройством	24	6	0,3	14,4
25	Толщиномеры индикаторные	1	12	0,4	0,4
26	Угломеры	16	12	0,4	6,4
27	Установочные калибры	77	12	12	61,6
28	Угольники поверочные	89	12	0,3	26,7
29	Шаблоны радиусные	23	12	0,1	41,1
30	Шаблоны резьбовые	12	12	0,15	32,4
31	Штангенциркули	112	6	0,2	22,4
32	Штангенциркули	256	12	0,3	76,8
33	Штангенглубиномеры	32	12	0,25	8,0
34	Штангенрейсмасы	23	12	0,25	5,75
35	Штативы	35	6	0,4	28,0
					Итого: 1304,38 +30% (повторная, после ремонта) 1695.694

Баланс рабочего времени одного рабочего на 2018 год представлен в таблице 2.

Таблица 2- Баланс рабочего времени одного рабочего на 2018 год

 

Состав фонда рабочего времени	Кол-во, дн.
1. Календарный фонд времени	365
2. Нерабочие дни ( в том числе выходные и праздничные )	117
3.Номинальный фонд времени	248
4. Плановые потери рабочего времени: а). Очередной отпуск и дополнительный - б). Выполнение общественных обязанностей - в). По болезни -	33,5 28 1,0 4,5
5. Действительный фонд времени	214,5
6. Сокращение рабочего дня и внутрисменные потери	65
7.Эффективный фонд рабочего времени	1196час.

По данным таблиц 1 и 2 рассчитываем численность поверителей СИ геометрических величин Научно-производственного закрытого Акционерного общества "Электромаш" по формуле 1

Т= П/Ф ;          (1)

 

где П –годовая потребность на поверку в часах :

П=1695.694 ч;

Ф – общее количество дней рабочего времени на одного рабочего на 2018 год:

 Ф=11 9 6 ч

Т=1695.694 / 1196= 1,4

 

Для данного вида измерений необходимы два поверителя.

Расчет производственных площадей для лаборатории геометрических величин
Исходя из норматива 4кв. м на 1 стационарный прибор или одно рабочее место, имеем:
1. Помещение для поверки геометрических СИ -108
2. Помещение для ремонта геометрических СИ-36

3. Служебное помещение-36
Общая площадь электроизмерительной лаборатории составляет 180 м².
Расчет экономического эффекта от внедрения собственной поверки на предприятии предоставлен в таблице 3.

Таблица З-Расчет экономического эффекта от внедрения собственной поверки.

 

Определяемая величина	Формула	Исходные данные
Экономический эффект поверочных работ, проводимых метрологической службой предприятия	Э = W гл - W мс	W гл- стоимость поверочных проводимых метрологической службой ГУП «ИТРМ» W мс- стоимость поверочных работ, проводимых собственной метрологической службой предприятия
Стоимость поверочных работ в лаборатории ГУП «ИТРМ» (в год)	W гл = N12/QDK+H+T	Q - среднее значениемежповерочного интервала D- средняя стоимость поверки одного прибора по утвержденным тарифам К-коэффициент резерва приборов (1,25) Н - годовая зарплата обслуживающего персонала Т- транспортные расходы
Стоимость поверочных работ, проводимых метрологической службой предприятия (в год)	WMC=NF12/QK+L+E	N - количество поверяемых приборов D - затраты на поверку, (руб.в час) F- среднее время поверки одного прибора Q - среднее значение меж поверочного интервала Е - накладные расходы L - стоимость поверки К- коэффициент резерва

 

1. Определение стоимости поверочных работ проводимых метрологической службой предприятия

N = 4 0 0шт. D = 7 , 0 6 F = 2 , 0 ч а сЕ = 1 , 5
Q = 60 месяцев К = 1,2 L = 290 руб.
Wмс = 2 4 6 8 , 2 8 руб.

2 Определение стоимости поверочных работ в лаборатории ГУП «ИТРМ».

Q = 60 месяцев D = 74 руб.К = 1,2
N = 400 шт.Н = 12000 руб.Т = 4800 руб.

Wra =24200 руб.

   3Экономическийэффектповерочныхработ,проводимыхметрологической службой предприятия

 

Э = 24200-2468,28=21731,72 (руб.)

 

Расчет экономического эффекта от внедрения собственной поверки наглядно указывает на экономию средств предприятия и целесообразность внедрения собственной поверки средств измерений.

 

 

В ответственных случаях выбора измерительных средств, особенно при проектировании и модернизации производства, следует проводить технико-экономические расчеты.

Пример выбора конкретных измерительных средств.

На чертеже детали указан наружный диаметр. Требуется выбрать средство измерения этого размера. В зависимости от конфигурации и габаритов детали и требований к методике выполнения измерения следует решить вопрос о выборе накладного или станкового измерительного средства.

Предполагается, что схема и методика выполнения измерения выбраны таким образом, что методическая погрешность сведена до пренебрежимо малой величины.

Выбор накладного средства измерений производим по таблице допусков. В графе, соответствующей квалитету, для диапазона размеров находим обозначение. Микрометр рычажный и скоба рычажная. Буквой "в" обозначены условия измерения: настройка на размер должна производиться по концевым мерам длины 2 класса, при использовании отсчета в пределах ±10 делений шкалы; температурные условия характеризуются температурным режимом 5 °С, при обеспечении надежной теплоизоляции от рук оператора. Сделана оговорка, что контакт измерительных поверхностей с деталью должен быть плоскостным или линейчатым. В данном случае, измеряемая поверхность цилиндрическая, последнее условие выполняется.

Например, выбрана рычажно-зубчатая головка с ценой деления 1 мкм. В табл. I.8 буквой "а" для нее обозначены следующие условия применения: установка в штативе с диаметром колонки не менее 30 мм и наибольшим вылетом до 200 мм (этим условиям удовлетворяют штативы Ш-11Н и ШМ-11Н), настройка по концевым мерам длины 5 разряда, температурный режим 2 °С. Настройка на размер может производиться на произвольное деление, а отсчет может использоваться в пределах ±0,05 мм, т.е. в пределах всей шкалы.

Допустимо изменять условия измерения, но только таким образом, чтобы это не приводило к снижению точности измерения. Например, концевые меры 5 разряда могут быть заменены мерами более высокого разряда или нулевого класса, штатив можно заменить более жесткой стойкой и т.д. Однако следует помнить, что загрубление одного из условий чаще всего не может быть компенсировано ужесточением остальных.

 

 

Влияние погрешности измерения на технико-экономические показатели.

 

ГОСТ 8.051-81 устанавливает связь между допускаемыми погрешностями на изготовление и измерение. Целесообразные соотношения между этими величинами позволяют достичь необходимой точности изделий с наименьшими затратами труда и материальных средств. С этой целью в приложении 2 к стандарту приведены таблица, формулы и графики, позволяющие оценить влияние погрешности измерения на погрешности разбраковки, которые могут иметь место при тех или иных погрешностях измерения с учетом точности технологических процессов. Погрешности разбраковки (параметры разбраковки), т.е. вероятности неправильного принятия деталей " m", неправильного забракования деталей " n", а также вероятные предельные значения выхода за границу допуска у деталей, неправильно принятых, "с", характеризуют влияние погрешности измерения и экономичность принятых измерительных процессов.

 

Вероятностные величины параметров разбраковки, приведенные в приложении 2 к ГОСТ 8.051-81, выражены в процентах от общего числа измеренных деталей. Однако существуют некоторые задачи, когда для определения вероятных результатов разбраковки более удобно оценивать влияние погрешности измерения в зависимости от общего числа принятых или годных деталей. Так, например, для конструктора при недостаточной или неизвестной точности технологического процесса более важно знать процент неправильно принятых деталей от числа принятых ( m1), а для технолога процент неправильно забракованных годных деталей от общего числа годных ( n1). Вероятные предельные значения выхода за границу поля допуска у деталей, неправильно принятых, ( c1) в этом случае целесообразно оценивать, пренебрегая появлением в числе принятых деталей со значениями выхода большими, чем c1, если они составляют не более 0,27 % от числа годных, а не от общего числа проверенных.

Определение технико-экономических показателей при использовании измерительных средств и влияния погрешности измерения на эти показатели разработано еще недостаточно. Основная трудность таких расчетов заключается в том, что процесс измерения не сопровождается непосредственным созданием материальных ценностей. Такой расчет должен учитывать показатели измерительных средств, определяющие экономический эффект от их создания или приобретения.

 

Производительность измерения должна соответствовать производительности технологического процесса, для которого это измерительное средство предназначено.

-Стоимость оборудования и эксплуатации должна оправдываться приносимой пользой.

-Точность измерения должна находиться в соответствии с допуском на изготовление.

Эти показатели по-разному влияют на экономические результаты от внедрения измерительных средств, а учет, как это часто практикуется, только двух первых из них приводит к тому, что экономический эффект оказывается отрицательным. Когда точность измерений не учитывают при технико-экономических расчетах, это, как правило, приводит к выводу об убыточности выбора более точного, но более дорогого и часто менее производительного измерительного средства.

При технико-экономических расчетах следует учитывать следующие возможные результаты от повышения точности измерений:

а) повышение точности измерений позволяет соответственно точнее регулировать производственный процесс. Технико-экономический эффект при этом определяется дополнительно выпускаемой продукцией и экономией сырья;

б) более точные измерения позволяют сократить допуск на изготовление, а следовательно, повысить качество изделий. Тот же результат достигается при более точной разбраковке без изменения допуска на изготовление. Технико-экономический эффект в этом случае определяется повышением эксплуатационных свойств изделий (например, износостойкости), что эквивалентно выпуску дополнительной продукции;

в) повышение точности измерений приводит к уменьшению количества неправильно принимаемых и неправильно бракуемых деталей.

Экономический эффект от сокращения количества неправильно забракованных деталей можно подсчитать по формуле

где Э1 - экономическая эффективность от сокращения количества неправильно забракованных деталей, руб.; N1 - число измеренных деталей за рассматриваемый промежуток времени (мес., год); P1 - стоимость одной детали, руб.; n ¢ и n ¢ ¢ - количество неправильно забракованных деталей при грубых и точных измерениях, %.

Формулу (3) можно использовать также при решении вопроса об экономической целесообразности организации повторной перепроверки деталей, забракованных контрольным автоматом, более точным измерительным средством. Такой расчет целесообразно проводить при введении производственного допуска, когда резко возрастает количество неправильно бракуемых деталей.

 

Экономическая эффективность от уменьшения количества неправильно принятых деталей определяется: стоимостью узла, в котором будет установлена бракованная деталь; трудоемкостью сборочно-разборочных и испытательных работ по устранению последствий от установки такой детали в узел

Формула для определения экономической эффективности от сокращения количества неправильно принятых деталей имеет вид:

где Э2 - экономическая эффективность от сокращения количества неправильно принятых деталей, руб.; N2 - количество узлов (программа за рассматриваемый период); P2 - стоимость, руб.: одного узла, в который входит контролируемая деталь, или сборочно-разборочных и испытательных работ по устранению последствий от установки бракованной детали в узел; m ¢ и m ¢ ¢ - количество неправильно принятых деталей при грубых и точных измерениях, %.

Один из двух вариантов расчета по формуле выбирают в зависимости от стоимости и конструктивных особенностей узла, в котором устанавливается измеряемая деталь. Если узел содержит неразъемные соединения или разборка его затруднительна и приводит к большим затратам (не только на разборку, но и на поиск бракованных деталей) по сравнению со стоимостью всего узла (например, в подшипниках), который после забракования идет в брак или продается как некондиционный, выбирают первый вариант и при расчете под P2 понимают стоимость всего узла или уменьшение ее при продаже узла как некондиционного. Если разборка узла доступна и стоимость сборочно-разборочных и испытательных работ по устранению последствий от установки бракованной детали меньше стоимости самого узла, то выбирают второй вариант и под P2 понимают стоимость этих работ.

 

Для использования графиков при определении значений величин m и n или m1 и n1 необходимо иметь данные о точности технологического процесса, знать закон технологического распределения и величину s max. При отсутствии таких данных иногда можно использовать в расчете экстремальные значения m и n (или m1 и n1), беря их из таблицы приложения 2 к ГОСТ 8.051-81 (или из табл. IX). При этом получаются завышенные результаты, хотя в расчете учитывается только разность параметров. В некоторых случаях для расчета можно принять ориентировочные соотношения между погрешностью технологического процесса и допуском на изготовление. Эти данные принимают на основе анализа точности используемых в конкретном производстве технологических процессов при изготовлении деталей определенной точности.

 

Расчет экономической эффективности от повышения точности измерения по способу, изложенному выше, можно рекомендовать не только при выборе более точных измерительных средств, но и при введении любых мероприятий, связанных с повышением точности измерения, например, от введения термостатирования. Такой расчет также необходим и при проведении мероприятий по удешевлению измерительных процессов, если эти мероприятия могут быть связаны со снижением точности измерений.

 

 

              Сравнительный анализ достоинств и недостатков

Каждому типу средств контроля присущи свои преимущества и недостатки. Выделим их и сравним для каждой группы.

К универсальным приборам относятся такие устройства, как: измерительные головки, оптические длинномеры, проекционные приборы и т. д. В группу специальных приборов входят: средства измерения и контроля резьбовых соединений, углов и конусов, формы и расположения поверхностей и т. д. Выбор универсальных и специальных средств контроля зависит от вида контролируемых параметров. Значит, эффективность производства не связана с назначением устройств контроля.

Принцип работы устройства прямого действия проще, чем устройства косвенного действия. В первых приборах, искомая величина определяется на основе прямых измерений, а в приборах второго типа контролируемая величина находится из функциональной зависимости другой величины, связанной с искомой. Причем связанная величина находится методом прямого действия. Широкое распространение получили приборы, основанные на косвенном методе контроля, так как далеко не всегда контролируемые параметры можно получить прямым методом. Однако устройства косвенного действия могут давать дополнительную погрешность измерений в процессе их преобразований. Поэтому, по возможности, следует отдавать предпочтение приборам прямого действия.

Средства пассивного контроля используются для проверки готовых деталей с целью выявления бракованных изделий и сбора информации о причинах брака. Средства активного контроля позволяют проводить измерения непосредственно на станке в процессе обработки. Это дает возможность:

 

-корректировать технологический процесс;

-избежать большое количество брака;

-сократить время производства на подготовительных операциях.

Преимущества средств активного контроля над средствами пассивного контроля очевидны.

Одними из некоторых преимуществ ручных средств контроля по сравнению с остальными в группе «по степени автоматизации» являются: простота конструкцией; простота в эксплуатации; надежность; низкая стоимость. Также средствам ручного контроля присущи недостатки, а именно: низкая точностью; большая продолжительность контрольных операций; высокая погрешность, вызванная человеческим фактором; снижение точности в процессе эксплуатации устройств. Современные средства ручного контроля оснащаются электронными табло, его наличие повышает точность измерений и снятия показаний, поэтому снижается погрешность контроля параметров объекта, вызванная человеческим фактором.

Полуавтоматические средства контроля предполагают участие человека в процессе установки качества деталей. Роль человека в данном случае невелика. Операциями, к которым человек может быть причастен, являются следующие: осуществление подготовительных операций, настройка прибора и снятие показаний с него. По сравнению с ручными средствами контроля изделий машиностроения – полуавтоматические имеют низкую погрешность, высокую точность и производительность. Однако столь ценные преимущества обуславливаются: высокой стоимостью устройств, сложностью их конструкции и увеличенными размерами устройств.

Автоматические устройства являются самыми точными, сложными и дорогими. Но позволяют осуществлять контроль за один установ, что существенно снижает затраты времени в процессе контроля. Автоматические средства контроля работают без участия человека, за счет этого качество и точность измерений находятся на высоком уровне.

Следовательно, средства ручного контроля в силу своих преимуществ и недостатков имеют ограниченное применение в машиностроении.

Контактные средства контроля широко распространены на машиностроительных предприятиях, они имеют простую конструкцию и неприхотливы в эксплуатации. Однако соприкосновение контролирующего устройства и контролируемого объекта может повлиять на точность поверхности последнего, что является существенным недостатком. К минусам также можно отнести погрешности снятия показаний с устройства человеком и погрешности, вызванные неправильной установкой прибора.

Бесконтактные средства контроля отличаются более сложной конструкцией и настройкой устройств. Тем не менее, они характеризуются более высокой стабильностью характеристик и меньшей погрешностью, чем контактные.

Рассмотренные достоинства и недостатки позволяют сделать вывод о том, что наиболее перспективными средствами контроля в развитии и применении являются средства активного, неразрушающего и автоматического контроля.

Перспективы развития средств контроля изделий машиностроения.

Самым перспективным направлением развития средств контроля изделий машиностроения является применение и развитие новых технологий. С использованием 3D сканирования в приборостроении позволит создать новые измерительные приборы. В совокупности с ПК подобные средства могут предложить 3D модель контролируемого объекта и сравнить ее с номинальной. Результаты контроля выводятся на экране, система указывает на несоответствия контролируемых параметров и дается заключение о применимости изделия. Результаты могут быть также сохранены для дальнейшего анализа. Приборы, оснащенные технологией 3D сканирования, могут быть как стационарными, так и ручными, что расширяет их область применения.

Следующее направление развития – совмещение средств контроля с искусственным интеллектом. Искусственный интеллект поможет снять с человека некоторые рабочие функции или вовсе его заменить, так как эта развивающаяся технология будет способна предсказать причины брака, прогнозировать время работы и смены режущих инструментов, вносить корректировки в технологический процесс и изменения в работу оборудования основываясь на результатах обработки информации, полученной в ходе процесса измерения. Первой ступенью в развитии искусственного интеллекта в области средств измерения является применение технологии самообучения. Появление систем самообучения ознаменовало новое поколение автоматизированных систем. Технология самообучения начинает внедряться в средства контроля, она позволяет создавать программу измерения (программирование по первому циклу), сокращая участие человека в эксплуатации оборудования.

Прогресс также не обходит стороной ручные средства контроля. Принципы работы современных высокопроизводительных средств контроля переносятся на средства ручного контроля, в результате повышается их точность, надежность, эффективность и другие важные качества, необходимые для них.          

 

 

4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современные средства контроля изделий в машиностроении являются высокотехнологичными устройствами и машинами, которые позволяют решать любые задачи с высокой скоростью и точностью. Область их применения очень широка, это обуславливается большим многообразием конструкций и принципов действия устройств. Рассмотренные системы контроля характеризуются высокой точностью, надежностью, долговечностью и низкой погрешностью измерений, т. е. современным средства контроля соответствуют необходимым требованиям. Анализ достоинств и недостатков позволяет выделить наиболее успешные в применении средства контроля, а таковыми являются средства активного контроля, средства неразрушающего контроля, а также средства автоматического и полуавтоматического контроля. По сравнению с выделенными устройствами, остальные отличаются более низкой точностью и более высокой погрешностью, поэтому они имеют ограниченное применение. Принцип работ активного прибора контроля деталей типа вал достаточно прост и основан на принципе прохождения лазерного луча через линзы и поверхность обрабатываемой детали, это подтверждает предположение о том, что современные системы контроля обладают отличными свойствами. Обозначенные некоторые конструкции современных средств контроля дают представление о самых совершенных измерительных машинах. На основании анализа преимуществ и недостатков современных средств контроля выделены области их применения в соответствии с представленной классификацией. Необходимо отметить следующее – с повышением уровня производства машиностроительных предприятий и требований к качеству изделий в эксплуатации требуется вводить более совершенные средства контроля. Таким образом цель, поставленная в данной работе, была достигнута.

 

                                                                                                         

 

Список литературы: