Экономико-математическая модель и оптимизация сварочного производства в зависимости от капиталовложений

 

По результатам выполненных исследований на основании созданных компьютерных баз данных и знаний в таблицах 5.4 – 5.8 представлены примеры влияния квалификации сварщиков, подготовки и сборки под сварку и сварочных материалов на уровень качества сварных соединений трубопроводов различных типоразмеров. Полученные данные позволяют обоснованно оценить состояние конкретного сварочно-монтажного производства и рассчитать его оптимальный технический уровень в сравнении с лучшими мировыми и отечественными аналогами.

Таблица 5.4 – Представительная выборка влияния сварщиков ОАО

«Центроэнергомонтаж» на формирование сварных соединений по БС №1

Клеймо сварщика	Сварено стыков всего, шт.	Забраковано стыков, шт.	Брак, %	Уровень качества, %
СА			2,8	97,2
ПН			3,2	96,8
ЛЛ			3,8	96,2
ГП			4,2	95,8
ТИТ			6,6	93,4
МА			8,8	91,2
КЛС			10,5	89,5
ООО			12,3	87,7
ХХ			13,1	86,9
РРЮ			13,2	86,8
ННЧ			13,7	86,3
Р3			14,6	85,4
Р2			14,9	85,1
КК			15,3	84,7
И1			15,7	84,3
Д2			16,1	83,9
ЖЖ			16,5	83,5
ПП			17,0	83,0
Х			17,4	82,6
			17,8	82,2
			18,1	81,9
Итого			12,2	87,8

 

Таблица 5.5 – Представительная выборка влияния сварщиков

на формирование сварных соединений по БС №4

Клеймо сварщика	Сварено стыков всего, шт.	Забраковано стыков, шт.	Брак, %	Уровень качества, %
ЛЛ			5,7	94,3
КЛС			6,8	93,2
ООО			8,7	91,3
РРЮ			9,2	90,8
МА			11,0	89,0
СА			10,8	89,2
ПН			11,7	88,3
ГП			13,0	87,0
Р3			13,3	86,7
Р2			13,9	86,1
КК			15,6	84,4
И1			15,3	84,7
Д2			16,2	83,8
ЖЖ			17,2	82,8
Х			17,8	82,2
			18,9	81,1
И1			18,8	81,2
В3			19,4	80,6
			19,4	80,6
Щ			20,6	79,4
Итого			14,2	85,8

 

 

Таблица 5.6 – Влияние подготовки и сборки под сварку на уровень качества сварных соединений технологических трубопроводов

Способ сварки	Диаметр/ толщина, мм	Сварено/ забраковано стыков, всего, шт.	Забраковано стыков по фактору, шт.	Удельный вес фактора, %
РДС	57/2,5	1250/61		18,0
СО2+Аr	89/4,0	1270/73		24,6
РАДС	89/4,0	5740/360		23,3

Продолжение таблицы 5.6

СО2+Аr	112/6,0	4300/290		25,3
РДС	112/6,0	2790/215		29,7
РАДС	289/10,0	2900/235		31,5
РДС	289/10,0	1500/132		33,2
РДС	500/14,0	1790/167		34,1
Итого	21540/1533		27,5

Таблица 5.7 – Влияние причин брака сварных соединений по фактору

подготовка и сборка под сварку

Забраковано стыков, шт./ удельный вес фактора, %	Подготовка кромок	Зазор, соосность	Зачистка	Прихватка	Прочие
11/18,0	2/18,2	2/18,2	4/36,4	2/18,2	1/9,1
18/24,6	6/33,3	5/27,8	3/16,7	2/11,1	2/11,1
84/23,3	18/21,4	17/20,2	24/28,6	13/15,5	12/14,3
73/25,3	18/24,7	19/26,0	16/21,9	10/13,7	10/13,7
64/29,7	16/25,0	13/20,3	18/28,1	9/14,1	8/12,5
74/31,5	22/29,7	17/23,0	22/29,7	8/10,8	5/6,8
44/33,2	10/22,7	9/20,5	11/25,0	8/18,2	6/13,6
57/34,1	–	18/31,6	21/36,8	9/15,8	9/15,8
425/ 27,7	82/21,9	100/23,5	119/27,9	61/14,7	53/12,1

Таблица 5.8 – Влияние сварочных материалов на уровень качества сварных соединений технологических трубопроводов

Способ сварки	Диаметр/ толщина, мм	Сварено/ забраковано стыков всего, шт.	Забраковано стыков по фактору, шт.	Удельный вес фактора, %
РДС	57/2,5	1250/61		23,0
СО2+Аr	89/4,0	1270/73		21,9

Продолжение таблицы 5.8

РАДС	89/4,0	5740/360		21,1
СО2+Аr	112/6,0	4300/290		24,5
РДС	112/6,0	2790/215		26,5
РАДС	289/10,0	2900/235		23,8
РДС	289/10,0	1500/132		20,5
РДС	500/14,0	1790/167		20,4
Итого	21540/1533		22,9

 

По БС №1 брак составил 6,9%, по БС №4 – 8,8%. Предельно допустимый брак по этим совокупностям – 16,2 и 14,0% соответственно. Средний уровень брака – 7,2%.

Вообще говоря, возможна ситуация, когда ТУ < 0. Очевидно, что в данном случае технологические процессы сварочно-монтажных работ вышли за допустимые пределы и требуется оперативная корректировка этих процессов.

Выбрав предельно допустимый или аналоговый параметр D, рассчитаем оптимальный уровень качества Р по отрасли на 2009 год, исходя из затрат, необходимых для поддержания требуемого технического уровня сварочно- монтажного производства.

На графике (рис. 5.2) видно, что с уменьшением параметра Р, т.е. при приближении его к значению нижнего принципиального предела В затраты резко возрастают, а изменение параметра качества незначительно. Очевидно, что в такой ситуации дальнейшее улучшение параметра качества неэкономично. Наша задача заключается в том, чтобы найти точку перегиба (насыщения), которая и будет являться оптимальным параметром качества, учитывающим наши условия.

Поэтому задача решалась с использованием компьютерной техники, где исходными данными являлись;

W _б = const - затраты на поддержание единицы улучшения параметра;

К _б - коэффициент затрат на достигнутый уровень качества.

А, В, D - граничные (предельные) параметры качества.

Р - расчетный уровень качества.

Решение задачи сводится к оптимизации в ряду множества решений минимальных в процентном отношении затрат W_р min по отношению к предыдущим базовым затратам W _б, с минимизацией параметра качества (уровня брака) Р.

Планируемые затраты на поддержание заданного уровня качества и обобщенного ТУ рассчитываются по формуле:

 

W _р = k _б * S _р, где k _б = W _б/ S _б, (5.13)

 

где k _б - базовый коэффициент, S _p - расчетная сложность производства,

W _б - затраты на производство в базовом периоде,

S _б - сложность производства в базовом периоде.

В виду невозможности отображения на графике (рис. 5.7) множества решений задачи, мы приводим в качестве иллюстрации кривые (a, b, c, d, e), где b - оптимальное решение нашей задачи.

W

c

b

a

d

e

10

ТУ

Рисунок 5.7 – Графический пример оптимизации технического уровня