--PAGE_BREAK--Система обеспечения функционирования ГПС.
Совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных систем, обеспечивающих проектирование изделий, технологическую подготовку их производства, управление гибкой производственной системой при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение предметов производства и технологической оснастки.
В общем случае в систему обеспечения функционирования ГПС входят:
- автоматизированная транспортно-складская система (АТСС);
- автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО);
- система автоматизированного контроля (САК);
- автоматизированная система удаления отходов (АСУО);
- автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП);
- автоматизированная система научных исследований (АСНИ);
- система автоматизированного проектирования (САПР);
- автоматизированная система технологической подготовки производства (АС ТПП);
- автоматизированная система управления (АСУ) и т.д.
- Автоматизированная транспортно-складская система (АТСС).
По гибкости ГПС делятся на системы:
а) высокой гибкости у которых номенклатура продукции, приведенная на один обрабатывающий модуль, превышает 100 наименований. Затраты времени на переналадку для обработки новой детали в пределах группы не более 10% полезного фонда времени работы.
б) средней гибкости – номенклатура продукции, приведенная на один модуль, 20 – 100 наименований. Затраты времени на переналадку – 20 %.
в) малой гибкости – номенклатура – до 20 наименований; затраты времени на переналадку более 20 %.
По степени автоматизации ГПС делятся на системы:
а) высокой (высшей) степени – автоматическое управление и трехсменный режим работы;
б) средней степени – непрерывное автоматизированное управление при многостаночном обслуживании с коэффициентом многостаночности более 2.
в) малой степени – коэффициент многостаночности не более 2.
2.1. Основные характеристики гибкого автоматизированного производства
Важнейшие характеристики ГАП:
/> производительность;
/> гибкость;
/> эффективность;
Определяются, во-первых, характеристиками основного (станки) и вспомогательного (накопители, системы автоматизированного контроля и измерений и т.д.) оборудования и во-вторых, удачностью компоновки оборудования в ГПС.
2.1.1. Производительность ГПС
Это важнейший показатель эффективности производственного процесса. Наиболее надежным и удобным количественным критерием производительности являлась производительность, измеряемая количеством изделий, произведенных в единицу времени (шт/ч), или ее обратная величина – трудоемкость изготовления конкретного изделия.
Привязка этих показателей к конкретному изделию делает их малоэффективными для оценки производительности процесса, с выхода которого снимаются разные изделия. ГПС производит не только разные детали, но и разное их число в единицу времени.
Производительность нельзя рассматривать без таких понятий как гибкость и мобильность.
2.1.2. Понятие о гибкости автоматизированного производства
Гибкость:
o возможность обрабатывать на одной и той же технологической линии различные детали в различных сочетаниях;
o возможность изменения в любой момент стратегии производства в зависимости от необходимости;
o модифицирование обрабатываемых деталей без привлечения дополнительных значительных затрат;
o изменение состава технологической линии в зависимости от требований;
o повторное использование значительного процента существующих капиталовложений в том случае, если приходится полностью менять тип продукции.
Гибкость и производительность – это такие два фактора, которые очень трудно объединять, и поэтому только из анализа этих факторов можно определить их оптимальное соотношение для объединения, и этот анализ должен выполняться совместно конструктором и потребителем.
Этот анализ должен способствовать определению того, как и насколько гибкая система производства может влиять и сокращать себестоимость продукции, где под себестоимостью продукции понимается как прямая стоимость производства, так и все косвенные затраты производства, которые могут быть изменены благодаря применению этой новой современной системы производства.
Гибкие производственные системы обычно состоят из определенного количества станков, системы транспортировки и разгрузки деталей и системы управления, состоящей из одной или нескольких ЭВМ и соответствующего математического обеспечения.
Станки могут быть специализированные или универсальные, одинаковые или различные, более или менее гибкие, оснащенные или нет какой-либо особенной аппаратурой.
Система транспортировки может быть организована для транспортировки деталей, оснастки, палет (спутников) или же только для перевозки деталей; может быть более жесткой (например, линия на роликах с приводом), или же более гибкой (например, самоходные тележки на рельсах или с управлением по проводу; может выполнять только подачу отдельных деталей, а затем роботы будут забирать эти детали и закреплять или снимать их на оснастке станков.
Может, наконец, выполнять перевозку только деталей, либо также и перевозку инструментов.
Система управления может быть простейшей (управление только одним движением тележек или деталей) или может усложняться и быть системой, которая управляет программой обработки деталей, магазином с инструментами, качеством обработки, стратегией, — которые изменяются в зависимости от требований производства; наконец, может быть сложнейшей системой комплексного управления цехом со всеми его составными частями.
2.1.2.1. Характерные элементы гибкости
а) на уровне модуля обработки (станка):
- способность выполнять различные операции для одной и той же детали;
- способность выполнять одинаковые или различные операции для разных деталей;
- способность самонастройки при возникновении критической ситуации (например изменения толщины срезаемого металла, поломка режущего инструмента и т.д.).
- способность самоконтроля выполненных операций (например, диаметр отверстий) и последующего принятия решений;
- способность заменять те модули обработки, которые вышли из строя;
- способность самоуправления некоторыми из общепринятых устройств (электронный щуп, устройство контроля инструмента, устройство очистки палет и т.д.).
б) на уровне модуля перемещения:
- способность обслуживать разные пункты в различных последовательностях;
- способность перемещения различных деталей;
- способность функционировать как автоматически, так и в ручном режиме.
в) на уровне модуля управления (центрального):
- способность управлять системой с целью приспособления ее на различные производственные номенклатуры;
- способность оптимизировать применение обрабатывающих машин как в нормальных условиях, так и при возникновении поломок и неисправностей;
- способность взаимодействия (диалога) со всеми местными средствами автоматизации (станков, системы транспортировки и т.д.), обеспечивая для них выдачу информации или каких-либо средств (например, инструментов) с целью обеспечения функционирования системы при изменении стратегии производства.
г) на уровне системы в целом:
- возможность увеличения производственной мощности и наращивания средств автоматизации в различные периоды, в зависимости от нужд предприятия и посредством только добавления модулей и не имея незагруженных модулей;
- допустимость неисправностей на большей части из всех модулей системы (резервирование);
- возможность подсоединения системы к системам центральных ЭВМ предприятия.
- В зависимости от количества выпускаемой продукции и от ее номенклатуры системы могут приобретать соответствующие характеристики.
Так, при широкой номенклатуре и невысоких количествах отдельных видов продукции, будем иметь систему, ориентированную на обрабатывающие центры с максимальной гибкостью и относительно ограниченной производительностью.
Узкая номенклатура продукции и большие количества отдельных видов продукции означают, что система будет ориентирована главным образом на высокую производительность при некоторых потерях своей гибкости.
Наилучший путь, по которому следует идти при выборе какой-либо гибкой системы, это постепенный переход от простой, очень гибкой системы, способной расти и увеличивать производительность, и которая будет ступень за ступенью расширяться в зависимости от требований производства данного предприятия.
2.1.2.2. Виды гибкости
Машинная гибкость – легкость перестройки технологических элементов ГПС для производства заданного множества типов деталей.
Гибкость процесса – способность производить заданное множество типов деталей (возможно из различных материалов) разными способами.
Гибкость по продукту – способность быстрого и экономичного переключения на производство нового продукта.
Маршрутная гибкость – способность продолжать обработку заданного множества типов деталей при отказах отдельных технологических элементов ГАП.
Гибкость по объему – способность ГПС экономически выгодно работать при различных объемах производства.
Гибкость по расширению – возможность легкого расширения ГПС за счет введения новых технологических элементов.
Гибкость работы – возможность изменения порядка операций для каждого из типов деталей.
Гибкость по продукции – все разнообразие изделий, которое способна производить ГПС.
Все эти компоненты фактически не независимы; определяющими являются машинная и маршрутная гибкости.
Внешняя гибкость – число различных деталей, которые могут быть обработаны «экономично»
Внутренняя гибкость – способность ГПС экономично обрабатывать данный ассортимент деталей в быстроменяющейся последовательности их типов.
Структурная гибкость – определяется формой организации обработки.
Параметрическая гибкость – зависимость от технологических параметров оборудования.
2.1.3. Эффективность работы ГПС
Высокая степень гибкости производственных систем и дополнительные затраты, необходимые для их внедрения, требуют тщательного и всестороннего анализа экономической эффективности их использования.
Экономический эффект внедрения ГПС не всегда можно определить простым сравнением только стоимости и других показателей основного оборудования и агрегатов. Попытки применить традиционные формулы для подсчета экономической эффективности внедрения ГПС часто приводят к отрицательному результату. Объединение в одной системе металлообработки, контроля качества, транспортировки, и др. не просто складывает, а нелинейно увеличивает экономический эффект.
Опыт показывает, что эффективность ГПС возрастает с годами в течение определенного периода после первоначальных капитальных вложений.
Это результат следующих факторов:
1. приобретения опыта эксплуатации ГПС;
2. ранее внедренные ГПС позволят обновлять производство за счет совершенствования ЭВМ, программного обеспечения и отчасти станков (повышение скорости обработки данных, увеличение объема памяти ЭВМ, развитие микропроцессорной техники и т.д.);
3. гибкость ГПС позволяет наращивать производственные мощности постепенно, поэтапно, обрабатывать одновременно несколько разных деталей;
ГПС позволяет совершенствовать конструкцию изделия практически без дополнительных капиталовложений, связанных с изменением конструкций.
Опыт показывает, что затраты по внедрению первой ГПС значительно выше и сокращаются с внедрением каждой последующей системы.
Полностью оценить эффективность внедрения ГПС возможно только при всесторонней оценке их технических, организационных, экономических преимуществ и социальных последствий.
Уже имеются методики сравнения экономической эффективности вариантов новой техники.
3. Станочная система ГПС
Современное машиностроение примерно на три четверти имеет среднесерийный и мелкосерийный характер производства. Быстро обновляется номенклатура машин, одновременно возрастает их сложность и точность; все это приводит к необходимости оперативной перестройки производства на предприятиях. Организационно-технические средства, эффективные для массового однономенклатурного уровня производства, становятся тормозом для обновления продукции. Следовательно, необходимо создавать быстропереналаживаемые производства с высокой производительностью труда.
3.1. Классификация и основные определения
Станочная система – управляемая совокупность станков и вспомогательного оборудования, предназначенная для обработки одной, нескольких подобных заготовок или заготовок широкой номенклатуры на основе одного, нескольких или различных маршрутных технологических процессов.
Автоматические станочные системы функционируют без участия человека.
Автоматизированные станочные системы функционируют с участием человека
3.2. Оборудование, применяемое в ГПС
Состав оборудования системы определяется конструктивно-технологическими характеристиками обрабатываемых деталей, конструкций, транспортно-складских систем, промышленных роботов, системы управления и рядом др. факторов, отражающих специфику ГПС.
3.2.1. Оборудование для изготовления заготовок
Типовыми операциями по выполнению заготовок и деталей типа тел вращения и корпусных являются:
· рубка круглого проката;
· ковка и горячая штамповка;
· радиальная и торцевая раскатка;
· литье.
продолжение
--PAGE_BREAK--