Выбор и обоснование технологической схемы

       2.3. Выбор и обоснование технологической  схемы

       2.3.1. Поиск критерия оптимальности. В данном подразделе ведется поиск наиболее важного для выпускаемой продукции критерия. Поиск осуществляется путем экспертного опроса по методу ранговой корреляции.

       К числу важнейших критериев относятся: себестоимость К1, прибыль К2, качество К3, потребность в количестве и ассортименте изданий К4, производительность процесса К5, использование производственной мощности К6, использование сырья и материалов К7, стоимость реализованной продукции К8, производительность труда К9, соблюдение установленных сроков изготовления К10, затраты рабочего времени К11, непрерывность технологического процесса К12, эффективность производства К13.

       Форма экспертного опроса основана на том, что каждый из т экспертов, участвующих в опросе, присваивает каждому из оцениваемых п объектов некоторое ранговое число. Наиболее предпочтительный параметр получает ранг 1, следующий — в порядке убывания предпочтения — ранг 2 и т. д. B роли объектов выступают критерии оптимальности технологических процессов. Результаты экспертного опроса можно представить в виде матрицы, элемент u_ij которой соответствует ранговому числу, поставленному i-тым экспертом для j-того критерия. Экспертный опрос проводился для книжной продукции.

       По  данному методу для определения  наиболее важного критерия каждый их 6 экспертов присваивал каждому из оцениваемых 13 параметров ранговое число,в данном случае число рангов принимается равным 5.

       Результаты  экспертного опроса представлены в  табл. 2.8.

       Таблица 2.8

Результаты  экспертного опроса

       Для обеспечения возможности применения метода ранговой корреляции при k < n объектам присваивают так называемые нормированные ранги. Значение нормированного ранга представляет собой среднее арифметическое суммы мест, которые занимают объекты с одинаковыми рангами матрица нормированных рангов приведена в табл. 2.9.

       Таблица 2.9

Матрица нормированных рангов

       Так как более важный критерий имеет меньший ранг, то наиважнейшему критерию будет соответствовать минимальная сумма нормированных рангов.

       В порядке убывания важности критерии расположены следующим образом: К3 (качество), К1 (себестоимость), К4 (потребность в количестве и ассортименте изданий), К10 (соблюдение установленных сроков изготовления продукции), К2 (прибыль), К8 (стоимость реализованной продукции), К12 (непрерывность технологического процесса), К6 (использование производственных мощностей), К5 (производительность процесса), К13 (показатель эффективности производства), К11 (затраты рабочего времени), К7 (использование сырья и материалов), К9 (производительность труда).

       Согласованность мнений экспертов определяется с  помощью коэффициента конкордации Кендалла, который рассчитывается по формуле [17]:

где m ¾ количество экспертов;

   n ¾ количество критериев.

       Величина  S определяется по следующей формуле [17]:

где и_ij — элемент матрицы нормированных рангов.

S = (16,5 – 42)² + (37,5 – 42)² + (11 – 42)² + (24 – 42)² + (49,5 – 42)² + 

+ (49 – 42)² + (65,5 – 42)² + (38 – 42)² +(73,5 – 42)² + (28,5 – 42)² +   

+ (54 – 42)² + (47 – 42)² + (52 – 42)² = 4072,5. 

       Величина  b рассчитывается по следующей формуле [17]:

где величина равна [17]:

где t_j ¾ количество повторений j-го рангового числа в строке.

b = 6 ´ ((3³ – 3) + (6³ – 6) + (3³ – 3) + (1³ – 1) + (4³ – 4) + (2³ – 2) + (3³ – 3) +   

+ (2³ – 2) + (2³ – 2) + (4³ – 4) + (4³ – 4) + (4³ – 4) + (1³ – 1) + (2³ – 2) +   

+ (7³ – 7) + (1³ – 1) + (1³ – 1) + (1³ – 1) + (1³ – 1) + (7³ – 7) + (3³ – 3) + 

   + (2³ – 2) + (2³ – 2) + (1³ – 1) + (5³ – 5) + (3³ – 3) + (2³ – 2)) = 6 ´ 1411 = 8466.

       Таким образом, коэффициент конкордации  Кендалла будет равен:

W =

       Чем ближе значение коэффициента к единице, тем выше согласованность мнений экспертов относительно оцениваемых объектов. Мнение экспертов считаются согласованными при W > 0,5.

       Полученное значение коэффициента говорит о том, что согласованность экспертов составляет 70%, что говорит о высокой степени согласованности экспертов.

       2.3.2. Выбор оптимального технологического варианта. Выбор оптимального технологического варианта может производиться несколькими методами. В связи с отсутствием необходимого объема данных для количественной оценки различных вариантов, для выбора оптимальной технологии применяется экспертный опрос на основе метода парных сравнений, который основан на качественной оценке экспертами различных вариантов.

       При реализации этого метода каждым из m экспертов заполняется матрица размером n´n, где n ¾ количество технологических вариантов, предложенных экспертам для попарного сопоставления. Элемент матрицы М_ij имеет значение 1, если вариант V_i (в строке) лучше варианта V_j (в столбце); в противном случае ячейке присваивается значение 0. Далее составляется общая матрица путем сложения соответствующих элементов матриц всех экспертов, а после этого производится поэлементное суммирование строк общей матрицы. Предпочтительным является тот технологический вариант, для которого полученная сумма максимальна.

       Для процесса изготовления брошюр предлагаются следующие варианты технологий:

       V₁ — изготовление форм — печать текста и обложки на однокрасочном ризографе — фальцовка вручную — скрепление тетрадей — обрезка блоков.

       V₂ — изготовление форм — печать текста и обложки на однокрасочном ризографе — машинная фальцовка — скрепление тетрадей — обрезка блоков.

       V₃ — изготовление форм — печать текста на однокрасочном ризографе — печать обложки на двухкрасочном ризографе — машинная фальцовка — скрепление тетрадей — обрезка блоков.

       В экспертизе по методу парных сравнений  эксперты оценивают 3 варианта технологии по критерию оптимальности — качество.

       Результаты  экспертного опроса при выборе технологии изготовления книг представлены в следующих матрицах:

       Общая матрица и результат суммирования по строкам выглядят следующим образом:

       Следовательно, оптимальным по качеству является технологический вариант № 3 (изготовление форм — печать текста на однокрасочном ризографе — печать обложки на двухкрасочном ризографе — машинная фальцовка — скрепление тетрадей — обрезка блоков).

       Согласованность мнений экспертов оценивается по коэффициенту конкордации Кендалла [17]:

       Величина  Q определяется по следующей формуле:

где m — количество экспертов, участвующих в анализе;

     n — количество вариантов предложенных технологий;

   — показывает, как часто объект j предпочитался объекту i в отношении некоторого их свойства экспертами.

       В свою очередь коэффициенты рассчитаны следующим образом:

,                                               (2.7)

.                                                (2.8)

       В результате получаются следующие показатели:

       c_m = ((7 – 1) × 7) / 2 = 21;

       c_n = ((3 – 1) × 3) / 2 = 3.

       Q = (0² + 0² + 0²) – 7 × (0 + 0 + 0) + 21 × 3 = 63.

       K = 4 × 63 / (7 × 3 × (7 – 1) × (3 – 1)) = 1.

       Таким образом, согласованность мнений экспертов  составила 100%. Это говорит о том, что результатам опроса можно доверять.

       2.4. Выбор и расчет основного технологического оборудования.

       Выбор основного технологического оборудования проводится в соответствии с оптимальным технологическим вариантом изготовления продукции.

       2.4.1. Промышленное задание  на проектирование.

       Годовой объем работы, т. е. количество продукции, которое должно быть изготовлено формным, печатным и послепечатным производством реконструируемого предприятия, рассчитывается на основе технических показателей продукции предприятия, сведенных в промышленное задание табл. 2.10.

Таблица 2.10

Промышленное  задание на изготовление печатной продукции 

       2.4.2. Определение объема  работ.

       Годовой объем работы формного производства определяется в физических листах набора по каждой позиции и рассчитывается по формуле [32]:

где Л_н — годовое количество физических листов набора;

Н — количество наименований (изданий);

V — средний объем изданий в физических печатных листах;

   b — количество выходов в год (периодичность).

       Годовое количество продукции определяется следующим образом:

где Л_{усл. н} — количество продукции наборного производства в условных листах набора;

k₁ — коэффициент емкости, представляющий собой отношение емкости данного физического листа набора к емкости приведенного листа набора (для упрощения расчетов k₁ соответствует коэффициенту приведения к площади листа формата 60´90 см).

       Важными техническими показателями издания  являются процент заполнения площади печатной формы текстом и иллюстрациями. С помощью этих показателей рассчитывают количество листов набора, занятых текстовыми и иллюстрационными элементами формы [32]:

где Л_нт(ни) — количество листов набора, занятых текстом (Л_нт) или иллюстрациями (Л_ни);

Л_н — общее количество листов набора по данной расчетной позиции промышленного задания;

a — процент заполнения площади печатной формы текстом или иллюстрациями (а_т + а_илл = 100%).

       Количество  печатной продукции в листах-оттисках определяется по формуле [32]:

Л_отт = V × T × H × b = Л_н × T,                                    (2.12)

где Л_отт — количество печатной продукции, тыс. физ. печ. листов-оттисков;

       T — средний тираж изданий, тыс. экз.

       При расчетах объемов работы печатного  производства с учетом красочности изданий количество печатной продукции определяют в краско-оттисках [32]:

Л_кр-отт = Л_отт × к,                                              (2.13)

где к  — красочность издания.

       Расчеты мощностей полиграфического предприятия, учет выработки печатных цехов выполняются в условных, или приведенных, листах-оттисках, по следующей формуле [32]:

Л_{усл. отт} = Л_отт × k₂ ,                                            (2.14)

где k₂ — коэффициент приведения, равный отношению площади бумажного листа данного формата к площади листа формата 60×90.

       Аналогичные расчеты с учетом красочности  изданий выполняются в приведенных  краско-оттисках:

Л_{усл. кр-отт} = Л_кр-отт × k₂ ,                                          (2.15)

Л_{усл. кр-отт} = Л_{усл. отт} × к ,                                         (2.16)

       Объем работы послепечатного производства — это количество экземпляров готовой продукции, которое определяется для каждой расчетной позиции по формуле [32]:

Q = T ´ H ´ b.                                                  (2.17)

       Зная  величину Q можно определить загрузку по операциям послепечатного производства в натуральных единицах.

       Результаты  расчетов по определению объема работ  по изготовлению изданий приведены в табл. 2.11.

Таблица 2.11

Расчеты по определению объема работ по изготовлению изданий

       2.4.3. Расчет основного технологического оборудования.

       Для расчета количества оборудования необходимы следующие исходные данные: режим и годовой фонд времени оборудования, нормы времени и выработки оборудования при выполнении технологических операций, величина загрузки оборудования.

       При расчетах в процессе проектирования различают календарный и режимный фонды времени, а также годовой фонд времени работы оборудования.

       Календарный фонд времени F_к при односменной работе равен произведению числа календарных дней в году на продолжительность рабочей смены (при продолжительности смены 8 ч).

       F_к = 365 ´ 8 = 2920 ч.

       Режимный  годовой фонд времени F_p — это количество часов в году в соответствии с режимом работы (без учета потерь). Его определяют, принимая в расчет выходные и праздничные дни, а также сокращенные на 1 ч предпраздничные дни. При пятидневной рабочей неделе, нормальных условиях работы и при односменном режиме F_p = 2056 ч.

       Годовой фонд времени работы оборудования F_об представляет собой время, которое может быть полностью использовано для производственной работы, т. е. время, в течение которого оборудование доступно. Его величину получают, исключая из режимного фонда неизбежные потери:

где t_рем — среднегодовое плановое время простоя оборудования в процессе ремонта, ч;

t_осм — годовое суммарное время профилактических осмотров и проверок оборудования (величины t_рем и t_осм определяются «Положением о планово-предупредительном ремонте оборудования полиграфических предприятий»), ч;

t_техн — время, отводимое на технологические остановки оборудования (определяется действующими в отрасли нормативами в процентах от режимного фонда времени), ч.

   Фонд  времени работы для ризографа GR 3750:

F_об. = 2056 – (95 + 45 + 90) = 1826 ч.

       Фонд  времени работы ризографа MZ 1070:

F_об. = 2056 – (56 + 20 + 50) = 1930 ч.

       Годовое количество приладок П_г и листопрогонов Л^г_пр определяется по формулам:

где П_г –– годовое количество форм-приладок;

П₁ — количество форм-приладок на одно издание;

b — периодичность;

Л¹_пр — суммарный прогонный тираж для одного издания.

       При расчетах количества печатных машин  нужно учитывать технические отходы бумаги, возникающие в процессе выполнения операций печатного и брошюровочно-переплетного производства. Количество листопрогонов с учетом отходов Л_отх можно определить по формуле:

где Л_пр — номинальное количество листопрогонов;

 –– суммарный процент отходов.

       Годовое количество печатных форм К^Г_ф определяется по формуле [17]:

К^Г_ф = (П^Г + Д^Г) ´ К^К_ф,                                        (2.22)

где П^Г — годовое количество приладок;

      Д^Г — годовое количество смен форм;

     К^К_ф — количество печатных форм, одновременно устанавливаемых в печатную машину.

       По  результатам расчетов загрузки печатного  оборудования определяется необходимое количество однотипных печатных машин [32]: