Производство деревянных дверных блоков с применением художественной резьбы

 

Белякова Е.А., Голубев Л.Г., Сафин Р.Р. (КГТУ, г. Казань, РФ)

 

Decision-making process for choice the equipment for art milling is directed on disclosing of ways of development of a small enterprise in view of the chosen perspective purposes and the accessible limited resources.

 

Значительное увеличение в настоящее время числа малых предприятий в деревообрабатывающей промышленности определенно, главным образом, отказом от крупномасштабного производства в пользу мелкосерийного индивидуального выпуска товаров.

Мобильность и гибкость производственных систем малых предприятий позволяют существенно сократить жизненный цикл изделий и производить продукцию для специализированных рынков, без существенных изменений в производственных процессах.

Отметим следующие особенности характерные для производства на малых деревообрабатывающих предприятиях:

- малые объемы производства;

- разнообразная номенклатура изделий;

- частичная механизация технологического процесса;

- высокая технологическая себестоимость изделий;

- универсальное оборудование;

- пригонка, ручная сборка;

- средняя техническая и высокая профессиональная квалификация;

- невысокая производительность труда;

- замкнутый технологический процесс;

- укрупненные операции.

Малые деревообрабатывающие предприя­тия также отличаются многостадийными технологиями, сложной производственной структурой, большим разнообразием используемых ресурсов.

Для многих малых предприя­тий деревообрабатывающей промышленности характерны технологии единичного производства, ориентированные на уникальность изделий. Их осуществление сопровождается длительной подготовкой производства и требует высококвалифицированной рабочей силы и использования специального оборудования. Единичные изделия дорогостоящи по исполнению, но отвечают существующему спросу на рынке.

Успешное развитие малых деревообрабатывающих предприятий осуществляется по следующим направлениям:

- разработка конкурентоспособной продукции;

- внедрение прогрессивной технологии;

- реструктуризация действующего производства;

- снижение расхода производственных ресурсов;

- повышение квалификации персонала;

- рост производственной мощности предприятия.

Одним из перспективных направлений, обеспечивающих эффективность функционирования малых предприятий, является их ориентация на выпуск новых видов продукции на базе постоянного совершения техники и технологии производства.

Поэтому задача оптимального выбора технологического оборудования для деревообрабатывающего производства является актуальной и предполагает рассмотрение и анализ множества альтернативных решений. Для формирования таких решений предполагается использовать метод вариантного проектирования, согласно которому объект проектирования (технологический процесс производства дверных блоков) представляет собой некоторое число технологических операций, соединенных в определенном порядке. Каждая из операций в технологическом процессе может осуществляться при помощи различных моделей оборудования, оди­наковых с точки зрения назначения и выполняемых функций, но от­личающихся технико-экономическими характеристиками (стоимо­стью, производительностью, энергопотреблением, габаритными размерами самого оборудования, размерами обрабатываемых деталей и т.д.). Таким образом, выбирая оборудование, например, для высококачественного фрезерования и гравирования поверхностей деталей и заготовок по плоскости (программное обеспечение 2D) и в 3-х мерном пространстве (3D фрезерование), в соответствии с имеющимися условиями и ограничениями можно получить множество альтернативных вариантов проектных решений.

В целом фрезерование криволинейных вырезов в филенчатых дверях под стекло и филенку, изготовление филенок в том числе эксклюзивных с глубокой художественной резьбой, инкрустация дверей вставками из ценных пород дерева, накладки на железные двери, изготовление эксклюзивных дверей из ценных пород древесины может осуществляться на фрезерных и копировально-фрезерных станках с ЧПУ.

Важно отметить, что число альтернативных вариантов может оказаться слишком велико как для их сравнения и выявления оптимального проектного решения.

Для решения этой проблемы предлагается ввести ряд ограничений, позволяющих на начальном этапе отказаться от большого числа невозможных вариантов решений. К таким ограничениям можно отнести размеры обрабатываемых деталей, габариты станка и производительность:

,

где K_t – технологические ограничения; T_g – ограничения, определяемые геометрией изделия (размеры обрабатываемых деталей); T_p - ограничения, определяемые требованиями технологических процессов (производственная мощность); T_о – ограничения, определяемые техническими характеристиками используемого оборудования.

Таким образом, вводимые ограничения позволяют исключить те варианты оборудования, которые не представляется возможным использовать для конкретного производства. В таблице 1 представлены альтернативные варианты фрезерных станков с ЧПУ. Введем следующие ограничения: для обрабатываемых заготовок ширина не менее 600 мм, длина не менее 2100мм; площадь занимаемая станком должна быть равна или не более 25 м²; производительность не менее 22 шт./см.

 

Таблица 1- Альтернативные варианты фрезерных станков с ЧПУ

 

Учитывая вышеперечисленные требования, можем исключить ряд вариантов, не удовлетворяющих введенным ограничениям, это модели 1, 2 и 3.

Чтобы выбрать между оставшимися вариантами, вводим критерий оптимальности и критерий безубыточности производства:

,

где С – себестоимость единицы продукции, руб./шт., Е_Н – нормативный коэффициент эффективности капитальных затрат (для деревообрабатывающей промышленности 0.15); К – капитальные затраты на производство, руб./год; В – годовая производительность, шт./год.

Предположим, что в результате вычисления критериев оптимальности W и частных показателей эффективности оборудования (мощность (кВт), цена (руб.), критерий безубыточности (тыс.шт.)) для художественного фрезерования филенок деревянных дверных блоков были получены показатели, представленные в таблице 2 и на рисунке 1.

 

Таблица 2- Альтернативные варианты фрезерных станков с ЧПУ с учетом ограничений

Модель	Мощность, кВт	Цена, млн.руб.	Критерий оптимальности	Критерий безубыточности, тыс.шт.
Модель4	5,00	0,87	0,44	1,24
Модель5	7,50	1,18	0,66	1,25
Модель6	7,50	1,87	1,09	1,27

 

На основании полученных данных можно сделать вывод, что для художественного фрезерования выбор оптимального варианта оборудования сводится к выбору варианта с наилучшими показателями, и он однозначен, это модель 4. Такой результат можно объяснить тем, что критерий безубыточности у разных моделей, как видно из рисунка 1, примерно одинаковый, а мощность рассматриваемого оборудования и цена минимальны именно для модели 4.

 

Рисунок 1- График сравнения альтернативного оборудования для художественного фрезерования

 

Вывод оптимального управленческого решения по выбору альтернативного оборудования для художественного фрезерования таким образом удовлетворяет следующим конкурирующим требованиям: достижение малым предприятием минимума приведенных затрат (W), обеспечение проектной производительности, поддержка заданного качества продукции.