Структура календарного времени и показатели использования оборудования промпредприятий
Первичной составной частью производственного процесса является операция. Она выполняется на определенном оборудовании. Операции могут быть простыми и сложными. Примером простой операции может служить электролиз. Сложные операции состоят из ряда элементов, например обработка металлов резанием.
Технологические процессы делятся на основные и вспомогательные, а также по территориальному признаку, т. е. по производственным участкам и цехам. Процессы отличаются друг от друга по движению продукции в пространстве и во времени. По движению продукции в пространстве процессы можно разделить на линейные и разветвленные, по движению во времени — на непрерывные и прерывистые (цикличные).
Движение продукции во времени определяет режим его выпуска. В связи с этим операции по выпуску продукции также можно разделить на непрерывные и цикличные. Непрерывные операции выполняются на оборудовании непрерывного действия, цикличные— на оборудовании периодического действия.
При построении энергетических характеристик, анализе и нормировании энергопотребления на промпредприятиях приходится иметь дело с рядом показателей и зависимостей, которые относятся ко времени и режиму работы оборудования, к его производительности и расходам мощности или энергии. В этом случае основой может служить система показателей использования и производительности оборудования. Показатель использования оборудования во времени связан со структурой календарного времени агрегата, которое отличается от обычного календарного фонда времени.
Операционное время представляет собой часть календарного времени, в течение которого на агрегате выполняют заданные операции. Эти операции могут быть непрерывными или цикличными.
Внеоперационные перерывы связаны с организационно-техническими причинами.
К этим причинам относятся:
1) простои оборудования в плановом ремонте;
2) простои оборудования в связи с аварийными случаями и внеплановыми ремонтами;
3) перерывы в работе из-за отсутствия сырья или энергии;
4) перерывы в процессе работы из-за переналадки оборудования, связанной с серийностью выпуска продукции;
5) перерывы, связанные с недоиспользованием оборудования из-за несоответствия заданий по объему и ассортименту продукции производственным мощностям и т. п. Эти перерывы находятся за пределами операций по выпуску продукции. Они могут иметь место при работе оборудования как периодического, так и непрерывного действия. Во время внеоперационных перерывов оборудование может останавливаться или работать на холостом ходу. Поэтому в энергетическом отношении время этих перерывов подразделяется: на время внеоперационных холостых ходов и внеоперационных остановок. Это время позволяет отразить влияние внеоперационных перерывов на использование оборудования.
Операционное время делится на время полезной работы и операционных перерывов. Под временем полезной работы понимается то время, в течение которого на агрегате выполняются основные технологические звенья операции. При этом отмечается полезное потребление энергии. В энергетическом отношении это время является эффективным. Время операционных перерывов представляет собой вспомогательное время.
В течение вспомогательного времени осуществляются вспомогательные звенья операции, которые не перекрываются машинным временем с использованием энергии (снятие и установка деталей на станках, загрузка и выгрузка продукции в печах и других агрегатах, контроль за качеством продукции и т. п.).
Во время операционных перерывов агрегаты отключаются или же оставляются на холостом ходу. Поэтому в энергетическом отношении вспомогательное время может представлять собой время
Практически календарное время состоит из меньшего числа элементов. Это связано с тем, что операционные перерывы в работе агрегата чаще всего сопровождаются либо остановками, либо холостыми ходами. У агрегатов же непрерывного действия эти перерывы вообще отсутствуют.
Если в данном отрезке календарного времени на оборудовании выполняют различные операции, то коэффициент определяют для каждой группы операций. Коэффициент же будет иметь одно значение для всех операций.
Система показателей производительности и энергопотребления оборудования промпредприятий
Задавайте вопросы нашему консультанту, он ждет вас внизу экрана и всегда онлайн специально для Вас. Не стесняемся, мы работаем совершенно бесплатно!!!
Также оказываем консультации по телефону: 8 (800) 600-76-83, звонок по России бесплатный!
На производительность оборудования за эффективное время влияют в основном два фактора: величина единовременной загрузки продуктами обработки; скорость протекания технологических процессов. Скорость протекания процессов зависит от технологических параметров и режимов работы оборудования (числа оборотов рабочих органов машин, температуры в печах и т. п.).
Часовую производительность оборудования непрерывного действия можно отнести к любым сколь угодно малым отрезкам времени непрерывной работы.
При постоянных значениях технологических параметров и загрузки оборудования продуктами обработки эта производительность остается неизменной в течение всего периода непрерывной работы. При меняющейся загрузке оборудования и непостоянных технологических параметрах работы текущая производительность будет величиной переменной. В этом случае определяется среднечасовая величина производительности за эффективное время работы.
Часовая производительность оборудования периодического действия не может иметь текущих (мгновенных) значений. Это связано с тем, что при работе данного оборудования выпуск продукции может быть измерен только за какие-то конечные отрезки времени, равные продолжительности одного или ряда полных операционных циклов.
Часовая производительность этого оборудования за эффективное время всегда относится к продолжительности одного или нескольких законченных циклов. Так как в операционный цикл наряду с эффективным входит и вспомогательное время, то производительность оборудования, отнесенная к эффективному времени, считается теоретической, или фиктивной, величиной. Она показывает выпуск продукции в единицу времени, который можно было бы теоретически получить при отсутствии перерывов в эффективной работе оборудования.
При постоянном режиме нагрузки (одинаковая единовременная загрузка оборудования продуктами обработки и постоянные технологические параметры работы) выпуск продукции за один операционный цикл и эффективное время работы в каждом цикле будут неизменны.
Часовая эффективная производительность достигает максимальной величины при оптимальных значениях технологических параметров работы и загрузки оборудования. Если отнести производительность за эффективное время к ее максимальной величине, то можно определить относительную или интенсивную загрузку агрегатов.
Для характеристики загрузки оборудования по энергетической мощности применяется энергетический коэффициент загрузки.
Этот коэффициент позволяет судить о том, насколько целесообразно используется энергетическая мощность для выполнения тех или иных операций. При правильно выбранном специализированном оборудовании технологический и энергетический коэффициенты загрузки по величине должны быть близки между собой.
Производительность оборудования непрерывного действия за операционное время будет равна эффективной, так как здесь операционное и эффективное время всегда совпадают.
При переменном режиме работы эта производительность определяется в виде среднечасовой величины.
Среднечасовая операционная производительность данного вида оборудования зависит от вспомогательного времени операционного цикла, которое определяет величину коэффициента 00
Показатель среднечасовой календарной производительности применяется для его обобщенной характеристики за календарное время.
Средне календарная производительность оборудования непрерывного и периодического действия зависит от его загрузки и использования во времени. Повышение этой производительности связано с мероприятиями по сокращению различного рода внеоперационных перерывов и простоев.
Потребление энергии на выпуск продукции характеризуется абсолютными и относительными показателями.
К абсолютным следует отнести показатели расхода энергии и мощности, подведенной к оборудованию. Расходы энергии определяются за эффективное, операционное и календарное время работы оборудования.
Для оборудования непрерывного и периодического действия расходы энергии за эффективное время имеют одинаковую структуру. Они включают в себя полезно затраченную энергию и потери в оборудовании.
Расход энергии за операционное время будет иметь различную структуру для оборудования непрерывного и периодического действия.
При работе оборудования непрерывного действия этот расход будет совпадать с расходом за эффективное время. Это связано с отсутствием операционных перерывов.
Для оборудования непрерывного и периодического действия структура календарного расхода энергии одинакова.
В большинстве случаев имеет место какой-либо один вид расхода. Обычно оборудование с малыми пусковыми потерями останавливается при всех внеоперационных перерывах, а тем более в перерывах на выходные дни и нерабочие смены. Чаще всего останавливаются и агрегаты с большими пусковыми потерями.
Для оценки энергетической экономичности работы оборудования непрерывного действия при различных значениях постоянной производительности применяются энергетические характеристики подведенной мощности и удельного расхода, отнесенные к эффективному времени работы.
Энергетические характеристики оборудования периодического действия имеют свои особенности. Для этих агрегатов нельзя построить характеристику подведенной мощности от текущей производительности. Это связано с операционными перерывами, измерением продукции только за полный цикл и теоретической (фиктивной) производительностью за эффективное время работы.
Для данного вида оборудования можно строить только характеристики, которые показывают зависимость расхода энергии (мощности) за полный цикл от выпуска продукции (производительности) за этот же цикл.
Среднечасовая операционная производительность агрегатов изменяется в основном под влиянием колебаний загрузки оборудования продуктами обработки и продолжительности вспомогательного времени. Поэтому энергетические характеристики строятся в зависимости от операционной производительности с учетом этих факторов. При этом технологические параметры работы принимаются постоянными.
При построении характеристик оборудования периодического действия приходится считаться также с их особенностями и режимами работы. В связи с этим необходимо рассматривать два характерных случая.
Первый случай относится к агрегатам, работающим с операционными холостыми ходами или к агрегатам, которые имеют большие пусковые расходы и выключаются на время операционных перерывов.
Проанализируем отдельные составляющие полученного уравнения. Технологический коэффициент загрузки изменяется только под влиянием изменения выпуска продукции. Коэффициент же использования оборудования в операционном времени изменяется за счет продолжительности вспомогательного времени. В том и другом случае общий характер зависимости подведенной мощности от операционной производительности остается неизменным. А это значит, что энергетическая характеристика средней подведенной мощности во всех случаях сохраняет единую прямолинейную зависимость.
Уравнения характеристик и практически можно распространять на агрегаты с большими пусковыми расходами, которые выключаются на время операционных перерывов. В режиме с кратковременными выключениями на это время работают, например, дуговые и индукционные электропечи, вулканизационные камеры и сушила. При небольших периодах отключения пусковые расходы агрегата практически можно приравнять к постоянной величине холостого хода за время остановки.
Второй случай построения энергетических характеристик оборудования периодического действия относится к агрегатам с малыми пусковыми расходами при их остановках на время операционных перерывов. При таком режиме отключение оборудования целесообразнее холостого хода.
Малые пусковые расходы в энергобалансах агрегатов обычно не выделяются специальными членами.
Они условно включаются в составляющую переменных расходов энергии. Особенно широко такая практика применяется при использовании агрегатов с электроприводом.
С одной стороны, операционная производительность зависит от интенсивности загрузки оборудования по выпуску продукции, т. е. от технологического коэффициента загрузки. С другой стороны, на нее влияет коэффициент использования оборудования в операционном времени, который, в свою очередь, определяется величиной вспомогательного времени. Поэтому в данном случае зависимость средней подведенной мощности от производительности может быть выражена в виде энергетической диаграммы.
Статью подготовила доцент кафедры социально-гуманитарных дисциплин Волгушева Алла Александровна. 
