Технологическая карта и параметр оптимизации

Технологическая карта процесса представляет собой относительно простое в использовании средство и превосходный метод летального поэтапного описания того, как протекает или может протекать некоторый производственный, технологический или какой-либо другой процесс. Она отражает логическую последовательность операций в сжатой форме, показывая шаг за шагом ход того или иного процесса. Однако универсальность технологических карт несколько ограничена, они очень удобны для прослеживания поэтапного движения лишь единичного изделия или материала, документа, а также действий одного человека; подобным образом может также отображаться движение множества документов, материалов и людей, но это значительно сложнее.

Технологические карты были впервые разработаны Джилбетром, а позднее усовершенствованы рядом других специалистов [22]. Джилберт разработал своеобразный сокращенный способ записи процесса при помощи условных знаков – символов, каждый из которых обозначал наличие или отсутствие некоторого вида операций. С годами его 39 символов были упрощены. Американское общество инженеров-механиков установило пять получивших широкое распространение символов, представленные в таблице 2.1, которые позволяют наглядно представлять большинство операций, встречающихся при изучении функционирования систем.

Таблица 2.1 – Условное обозначение операций

Символ действия	Наименование	Результат действия
	Операция	Производит, подготавливает и осуществляет
	Транспортировка	Перемещение
	Инспектирование	Проверяет, контролирует
	Задержка	Задерживает, проверяет
	Хранение	Хранит, накапливает

Кружок обозначает операцию, в результате которой что-то производится или входе которой намерено изменяются физические или химические свойства объекта, что-то создается, расчленяется или собирается. Эти операции продуктивны, например, печатанные страницы текста, сверление отверстия, сварка детали и т.д. Вычисления, планирование и сбор информации также считаются операциями.

Стрелка обозначает движение или транспортировку. Этот знак отображает движение рассматриваемого предмета от одного производственного участка к другому или из одного отдела в другой. На технологической карте любые перемещения внутри зоны непосредственного осуществления операции, такие, например, как взятие инструмента, перемещение отчетного документа на столе исполнителя и т.п., считаются частью операции, а не транспортировкой. Но если человек или предмет должен переместиться в другое место, то эта операция должна обозначаться как транспортировка.

Квадрат обозначает контроль или сравнение результатов с плановым или стандартными показателями, в том числе проверку единицы продукции по качественным и количественным показателям, контроль результатов испытаний, прочтение документов перед принятием определенного решения и т.д. Подсчет деталей, выявление ошибок в документе, сравнение полученных данных с предшествовавшими указаниями – все эти действия относятся к операциям контроля и должны обозначаться прямоугольниками. Во многих процессах контроль часто совмещается с другой операцией; например, при подсчете деталей перед их отгрузкой рабочий производит также их осмотр. В этом случае мы можем употреблять два символа, вписав кружок внутрь квадрата.

Прописная буква D употребляется для обозначения временных задержек, например, когда человек прерывает работу, или письмо лежит в почтовом ящике, ожидая выемки, или данные, которые должны быть переданы со спутника на наземную станцию по системе телеметрической связи, ожидают своей очереди в буферном запоминающем устройстве. Изделия, ожидающие своей очереди на соответствующее обслуживание, или изделия, ожидающие погрузки, также должны обозначать прописной буквой D.

Треугольник обозначает накопление, хранение, что имеет место тогда, когда детали или изделия преднамеренно хранятся в пассивном состоянии, например, запчасти на складе, информация в оперативной памяти ЭВМ или на диске для последующего использования, записи в файлах.

Различие между хранением и задержкой состоит в том, что первое планируется и осуществляется преднамеренно, в то время как второе не подчиняется контролю и не планируется.

Располагая подобным набором символов, мы можем описать любую процедуру или процесс. Технологическая карта строится сравнительно просто и может иметь несколько различных форм.

Другим способом визуализацией любых процессов является использование технологических диаграммы в сочетании с технологической картой. Технологическая диаграмма дает нам возможность отобразить ход процесса, как бы «на местность» того реального производственного помещения, где этот процесс протекает. Операция и другие события пронумерованы так, что мы можем сравнить их с технологической картой. Такая схема позволяет выявить узкие места процесса, где могут возникнуть помехи и снизать эффективность всего производственного комплекса. Для изучения более сложных операций, при которых обрабатывается несколько изделий или множество копий одного документа, могут использоваться различные варианты сочетаний технологических карта и технологических диаграмм.

Построим технологическую карту для данного технологического процесса, а именно – формование заготовки верха обуви и крепление подошвы.

Таблица 2.2 – Технологическая карта

Подробное описание

Операция

Транспортировка

Контроль

Задержка

Хранение

Количество

Длительность

Исключается

Объединяется

Изменения

Улучшение

Примечание

Последовательность

Место

Лицо

Увлажнение и разогрев заготовок паром

Одевание заготовок на колодки

Проверка положения заготовок на колодках

Околачивание шва

Проклеив.штробельного шва в пяточной части

Вставка временного вкладыша под шнуровку

Временное шнурование заготовок на колодках с подтягиванием берец и закреплением шнурка на бирку

Увлажнение заготовок на колодках

Загрузка обуви в ВТО-О

Термофиксация обуви

Контроль качества формовочных процессов

Отделка обуви на колодках

Околачивание

Обслуживание ВТО-О

Выравнивание верхней площадки колодок

Раскладывание колодок с заготовками на тележки

Сушка вкладышей

Поднос вкладышей к литьевому агрегату

Доставка, подготовка и составление ПУ композиции

Загрузка заготовок на колодках в ячейки литьевого агрегата

Выполнение отжима пресс-формой на заготовке, подправка колодок, околачивание шва

Промазывание заготовок клеем в носочной и пяточной части

Взъерошивание заготовок по отжиму

Установка колодки с заготовкой на штуцер литьевого агрегата, подправка колодок, установка вкладыша

Очистка пресс-форм от остатков полиурет. массы

Чистка мундштука смесительной головки

Нанесение разделительной смазки

Литье ПУК на след заготовки

Съемка обуви на колодках с литьевого агрегата

Удаление литников

Отгибка выходов ПУК

Загрузка обуви в охладит. установку

не осущ.

Выгрузка обуви из охладит. установки

не осущ.

Удаление временной шнуровки и вкладыша

Съемка обуви с колодок

Анализируя таблицу можно сделать вывод на следующие операции влияют на формоустойчивость обуви:

1. Увлажнение и разогрев заготовок паром;

2. Одевание заготовок на колодки;

3. Увлажнение заготовок на колодках;

4. Снятие обуви с колодок.

Также на формоустойчивость обуви будет влиять предварительное формование заготовке. В таблице 2.3 представленные значения технологических параметров данных операций и измеренные их значения.

Таблица 2.3 – Параметры технологического процесса

Операция	Значения по технологическим картам	Измеренные значения
1. Разогрев в активаторе	Т_э=(160–200)°С t_э = (15–20) с	Т_э = (145–180) °С t_э = (15–25) с Т_{заг. верх.}= (25–80) °С Т_{заг.подкл.} = (20–110) °С
2. Формование на пуансоне	t = (13–18) с	Т_пуан. = (26–27) °С Т_{заг. верх.}= (20–39) °С Т_{заг.подкл.} = (18–36) °С
3. Увлажнение паром	–	Т_штык = (80–95) °С t = 1 мин 20с. Т _{на обор.} = (50–91) °С Т_{после снятия} = (22–65)°С
4. ВТО	Т = (160–180) °С Т = (110–130) °С t = (3–4,5) мин	t = 40 с. Т_{передвозд.}= (22–31)°С Т_{послевозд} = (40–65) °С

В результате чего можно выделить следующие факторы, позволяющие оптимизировать технологический процесс: температура, время, влажность и деформация заготовки. Деформация заготовки зависит от ее конструкции, размеров и формы колодки и пуансонов. Время является фактором производительность труда и объема выпускаемой продукции на потоке. В связи с указанном выше мы застабилизируем деформацию заготовки и время выполнения операций. Оптимальная влажность для создания хорошей формоустойчивости обуви составляет(25-30) % [2,23]. Однако при контактном увлажнение возможен привес влаги (3-6) % [1]. Поэтому варьировать фактором влажности будем в пределах (14-20) %, т.к. 14 % – количество влаги, находящееся в натуральных кожах (неувлажненных), а 20% это максимально возможная влажность материалов заготовки, достигаемая при контактном увлажнении. Деформацию заготовки застабилизируем на уровне 10%, т.к. это средняя величина деформации заготовки при внутреннем способе формовании. Температуру будем варьировать в пределах (22–65)°С, т.к. 22°С – это температура воздуха в цехе, а 65°С – это измеренная температура заготовки верха обуви на выходе из ВТО.

Используя таблицы 2.4 и 2.5 и уравнение 2.1 рассчитаем статическую формоустойчивость обуви. Для этого воспользуемся данными, приведенными в работе [3, стр. 107].

Таблица 2.4 – Факторы и уровни варьирования

Факторы	Символ	Уровни варьирования	Интервал варьирования
–		+
Влажность кожи W, %	X₁
Удлинение материала ε₁, % при s = 9,81 МПа 13 – 15 24 – 26 34 – 36	X₂	9,5 9,5 9,5	14,25 20,00 20,00	30,5 30,5	4,75 10,5 10,5
Температура воздуха в сушилке Т, °С	X₃

Таблица 2.5 – Рабочая матрица и результаты эксперимента (двухосное растяж.)

№ опыта	Рабочая матрица	Значение параметра оптимизации
	W, %	e, %	Т, °С
		9,5		72,0	71,8	68,6	70,0	70,6
		9,5		82,0	80,0	82,2	80,0	81,1
				68,6	73,4	72,3	71,3	71,4
				79,0	82,2	79,7	82,3	80,8
		9,5		65,8	65,5	66,2	66,7	66,0
		9,5		81,4	82,1	80,0	78,1	80,4
				67,9	68,2	68,6	68,7	67,9
				77,2	78,4	76,0	75,6	76,8

Рассчитаем значение формоустойчивости для нашего технологического процесса воспользовавшихся уравнением вида [3, стр. 108]:

У_С= 74,37 + 5,39Х₁– 1,59Х₃– 0,72Х₁Х₂+ 0,54Х₁Х₂Х₃.

(2.1)

Проверку адекватности проводим по критерию Фишера для 5% уровня значимости: F_расч.= 1,41, F_табл.= 3,01. Доверительные интервалы для коэффициента регрессии: ∆b_J= ±0,52.

Если Х₁ = 14%, Х₂ = 10%, Х₃ = 22°С, то У_С= 58%.

Если Х₁ = 20%, Х₂ = 10%, Х₃ = 65°С, то У_С= 69%.

Если Х₁ = 14%, Х₂ = 10%, Х₃ = 65°С, то У_С= 60%.

Если Х₁ = 20%, Х₂ = 10%, Х₃ = 22°С, то У_С= 68%.

Для анализа полученных значений статической формоустойчивости используем метод Харрингтона: 0,00-0,20 «очень плохо»; 0,20-0,37 «плохо»; 0,37-0,63 «удовлетворительно»; 0,63-0,80 «хорошо»; 0,80-1,0 «очень хорошо». Полученные значения относится группе «удовлетворительно» и «хорошо», что свидетельствует о недостаточной формоустойчивости и последующем появление таких дефектов как отдушистость, отмин и складкообразования.

Для достижения наилучшей формоустойчивости с помощью уравнением (2.1) определим оптимальные значения параметров.

Если Х₁ = 20%, Х₂ = 10%, Х₃ = 70°С, то У_С= 69%.

Если Х₁ = 20%, Х₂ = 10%, Х₃ = 80 °С, то У_С= 69%.

Если Х₁ = 20%, Х₂ = 10%, Х₃ = 100 °С, то У_С= 70%.

Если Х₁ = 20%, Х₂ = 10%, Х₃ = 120°С, то У_С= 67%.

Если Х₁ = 25%, Х₂ = 10%, Х₃ = 70 °С, то У_С= 77%.

Если Х₁ = 25%, Х₂ = 10%, Х₃ = 80 °С, то У_С= 76%.

Если Х₁ = 25%, Х₂ = 10%, Х₃ = 100 °С, то У_С= 74%.

Если Х₁ = 25%, Х₂ = 10%, Х₃ = 120 °С, то У_С= 73%.

Если Х₁ = 30%, Х₂ = 10%, Х₃ = 70 °С, то У_С= 84%.

Если Х₁ = 30%, Х₂ = 10%, Х₃ = 80 °С, то У_С= 83%.

Если Х₁ = 30%, Х₂ = 10%, Х₃ = 100 °С, то У_С= 80%.

Если Х₁ = 30%, Х₂ = 10%, Х₃ = 120 °С, то У_С= 78%.

Если Х₁ = 30%, Х₂ = 10%, Х₃ = 22 °С, то У_С= 84%.

Анализируя полученные значения мы можем говорить чтобы достичь оптимальной формоустойчивости необходимо увлажнять заготовку до (25–30)% влажности.

Таким образом, исследованный технологический процесс не является оптимальным, т.к. не обеспечивается достаточной формоустойчивости обуви (не менее 75%).

С целью повышения качества выпускаемой продукции нужно провести следующие мероприятия:

– увеличить длительность увлажнения заготовки верха обуви (до 3 минут);

– увеличить температуру воздуха в ВТО.

Однако, как и следовало ожидать, превалирующим фактором является влажность материала заготовки верха обуви из натуральной кожи. Практически это можно сделать следующем образом – добавить операцию: увлажнение в жидкой фазе с последующей пролежкой заготовки в течение часа.

Заключение

Оптимизация технологического процесса позволяет не только улучшить процесс производства, снизить затраты, но и повысить качества производимой продукции и престиж предприятия. Потребитель при эксплуатации обуви оценивает качества готовой продукции визуальным способом и в первую очередь потребитель замечает пороки, связанные с низкой формоустойчивостью.

Анализируя технологический процесс производства мужских полуботинок строчечно-литьевого метода крепления можно сказать о необходимости корректировки температурных режимов влажно-тепловой обработке, времени и процента влаги, находящихся в натуральной коже.

При изучение литературных источников были выделены следующие факторы, влияющие на формоустойчивость при производстве:

– физико-механические свойства материала верха и низа;

– конструкция заготовки обуви;

– увлажнение заготовки;

– величина и характер распределения деформаций по площади заготовки при затяжке;

– фиксация формы;

– продолжительность нахождения обуви на колодке;

– гигрометрические параметры воздуха в цеху;

– условия транспортирования и хранения обуви.

Применяя технологические карты по методу Шеннона были выделены основные технологические операции, влияющие на формоустойчивость обуви:

1. Увлажнение и разогрев заготовок паром;

2. Одевание заготовок на колодки;

3. Увлажнение заготовок на колодках;

4. Снятие обуви с колодок.

Также на формоустойчивость обуви будет влиять предварительное формование заготовке. Таким образом, можно выделить следующие факторы, позволяющие оптимизировать технологический процесс: температура, время, влажность и деформация заготовки.

В результате проведенной работы было определено оптимальное значение влажности заготовки – до (25–30)%. С целью повышения качества выпускаемой продукции нужно провести следующие мероприятия:

– увеличить длительность увлажнения заготовки верха обуви (до 3 минут);

– увеличить температуру воздуха в ВТО до 90 ⁰С.

Также целесообразно добавить операцию: увлажнение заготовок жидкой фазе с последующей их пролежкой в течение часа.

Ниже приводится список использованных источников для выполнения данной работы.