Міністерство освіти УкраїниНаціональний технічний університет УкраїниКиївський політехнічний інститутФакультет інформатики та обчислювальної технікиЗаочне відділення
Курсовий проект
Оптимізація технологічних процесів в гнучких виробничих системах
СписокскороченьАСНД — автоматизованасистема наукових досліджень
АСТПВ – автоматизованасистема технологічної підготовки виробництва
АС — автоматизованийсклад
АТМ — автономнийтранспортний модуль
АТСС — автоматизованатранспортно-складська система
ГАВ — гнучкеавтоматизоване виробництво
ГВМ — гнучкийвиробничий модуль
ГВС — гнучка виробничасистема
Д/У — деталеустановка
КВМ — контрольно-вимірювальний модуль
ПП — підйомний пристрій
Р/А — робот-автооператор
ТО — технологічнеобладнання
ТС — транспортнасистема
ЧПК — числове програмнекерування
СУ — система управління
КЯ — контроль якості
ПЗВ — пристрійзавантаження / вигрузки
ТНП — транспортно-накопичувальний пристрій
ГРВ — гнучкероботизоване виробництво
МІЗ — модульінструментального забезпечення
МКП — модуль контролюпродукції
ММТ — модуль міжопераційного транспортування
Вступ
Інтегрованавиробнича система реалізує комплексно-автоматизоване (автоматичне) груповебагато номенклатурне виробництво, що оперативно переналагоджується в певномупараметричному діапазоні продукції. При цьому робота всіх функціональнихелементів (автоматизованих систем) синхронізується багаторівневою САК. Такимчином, інтегрована виробнича система реалізує функції ГАВ.
ПідГВС розуміють сукупність у різних поєднаннях обладнання з ЧПК, РТК, ГВМ,окремих одиниць технологічного обладнання та систем забезпечення їхфункціонування в автоматичному режимі протягом заданого інтервалу часу, щомають властивість автоматизованого переналагодження при виробництві виробівдовільної номенклатури в установлених межах значень їхніх характеристик. Інакшекажучи, ГВС – це виробнича система, яка працює за безлюдною (автоматичною)безвідходною технологією й дає змогу відмовитись від технічної та супровідноїдокументації заміною останньої інформацією, що передається локальною мережеюзв’язку чи зосереджується на машинних носіях.
УГВС здійснюється безпосереднє перетворення початкового матеріалу у кінцевийпродукт або напівфабрикат.
Загальноприйнятоїметодики проектування гнучких інтегрованих систем не має, тому що не існуєточних методів, які дозволяють чітко розв’язувати задачі синтезу складнихсистем. Через це на практиці використовують різні неформальні прийоми, якізводяться до перебору варіантів чи синтезу через аналіз.
Значноїуваги потребують питання структуроутворювання ГВС, особливо на етапах їхструктурно-компоновочного синтезу. Тут необхідна типізація елементної бази ГВСна рівні функціональних модулів – обробки, складання, транспортування таскладування об’єктів виробництва, контролю їхньої якості та атестації готовоїпродукції, що, зрештою, дасть змогу підвищити рівень об’єктивності прийняттярішень при проектуванні складних виробничих систем.
Метод,який ми використовуємо, полягає в тому, що при наявності результат транспортноїмережі, при цьому повинна забезпечуватись мінімальна середня відстань міжелементами обладнання. Також, використовуючи відомі аналітичні залежності,виконується розрахунок кількісних характеристик АТСС.
Переважно, первинний варіант системи не є оптимальним. Тобто,отримані при аналізі даного варіанту характеристики системи істотновідрізняються від бажаних показників. Тоді розробляється другий варіант системиз урахуванням попередніх даних, потім він також аналізується і т.д.
Таким чином, задачі вибору компоновки ГВС, визначенняхарактеристик автоматизованих транспортно-складських систем і організаціїтранспортно-складських робіт, треба розглядати як єдиний комплексвзаємопов’язаних заходів направлених на розв’язок завдання оптимізаціїматеріальних потоків, що забезпечує високий рівень виробничої здатності ГВС.
1.Аналіз вихідної групи об’єктів та побудоваструктурно-технологічної схеми ГВС
Вибір структури є важливим етапом при створені ГВС, якийзабезпечує відповідність технологічного обладнання виконанню поставленоговиробничого завдання. Доцільний рівень розвиненості структури ГВС визначаєтьсяна основі аналізу технологічних факторів: номенклатури деталей (складальнихз’єднань ), часу виготовлення, маршруту виготовлення та ін. Тобто, з одногобоку є безліч технологічних процесів, які повинні реалізуватися спроектованоюГВС, з іншого – множина елементів ГВС з їх конкретними характеристиками. Вибірспособу класифікації визначається задачею, яку з його допомогою необхіднорозв’язати. У даній ситуації, це є опис об’єктів виробництва обмеженим складомприкмет, який повинен дозволити виконати розбиття множини об’єктів на групи,причому для груп більшість об’єктів має бути технологічно однаковою при певнійтехнологічній операції.
Існуютьтакі основні напрямки розробки технологічних процесів:
§ розробка індивідуальних ТП;
§ розробка групових ТП;
§ розробка типових ТП.
Уданому випадку буде використовуватися розробка групових ТП, тобто будутькласифікуватись види робіт (операцій), які проводяться з даним об’єктом.Класифікація поступово уточнюється, поки не одержиться група об’єктів, для якоїбільшість об’єктів будуть технологічно одинакові при певній операції. Основнимметодом отримання груп є об’єднання деталей декількох груп, які мають одну й тусаму деталеоперацію ТП. В цьому випадку на окремих операціях виготовляютьсядеталі декількох груп.
Вихіднідані наведені в таблиці 1.1.
Таблиця1.1. Вихідні дані№ Параметр Познач. Од.вимір. Знач. 1 Середня трудоємність обробки однієї деталеустановки
tоб год 0,5 2 Місячна програма випуску деталей одного найменування
NM шт 20 3 Місячний фонд роботи одного ГВМ в дві зміни
To год 305 4 Час завантаження ГВМ
t3 хв 5 5 Час розвантаження ГВМ
tp хв 4 6 Час на проміжний контроль
tkn хв 3 7 Час на остаточний контроль
tko хв 20 8 На контроль виводиться кожна
n1 дет 4 9 Час передачі кадру
tk хв 0,03 10 на операцію взяти/поставити
tвз, tуст хв 0,17 11 повороту
tпов хв 0,02 12 перевірки інструменту
tпі хв 0,1 13 Довжина переміщення
lcp м 20 14 Швидкість переміщення
vcp м/хв 60 15 Середній час роботи одного інструменту
tін хв 3 16 Середнє число дублерів інструментів
nдуб шт 1
Розбиття вихідної множини на групи
Вихідні дані:
Задані7 об’єктів (комплексних деталей), кожен з яких заданий набором параметрів(процесом).
Комплекснадеталь – деталь, яка включає в себе всі операції, які виконуються над заданим наборомдеталей.
1) Т2 С2 Т3 Ф1 Ф2
2) Т3 Ф1 Ф2 Т4 Ф3 Р2
3) Т1 Т2 Т3 Ф1 Ф2 Т4 Т5
4) Т1 С1 Т2 Т3 Ф1 Ф2 Т5
5) Т1 С1 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4
6) Т1 С1 Т3 Ф1 Ф2 Ф3 Р2
7) Т2 Т3 Ф1 Ф2
Тут буква – позначення типу операції, цифра – номер операції.
Розбиттяпроцесів на групи:
Знаходитьсянайбільше число операцій для всіх об’єктів:
Р=11=Т2+С2+Т3+Ф1+Ф2+Т4+Ф3+Р2+Т1+Т5+С1
Будуєтьсяквадратична матриця, вона заповнюється по формулі
aij=Р-Рj
де Pj– кількість різних операцій, між порівнюваними об’єктами.
а12=11-5=6а23=11-5=6 а34=11-2=9 а45=11-4=7 а56=11-4=7а67=11-5=6
а13=11-4=7а24=11-7=4 а35=11-4=7 а46=11-4=7 а57=11-5=6
а14=11-4=7а25=11-5=6 а36=11-6=5 а47=11-3=8
а15=11-4=7а26=11-3=8 а37=11-3=8
а16=11-6=5а27=11-4=7
а17=11-1=10
Вматриці береться максимальне число, записуються його координати, потімзнаходиться таке саме число і записується змінена координата. Так утворюєтьсятехнологічна група. Потім береться наступне максимальне число і операціїповторюються до тої пори, поки в групах не будуть всі об’єкти. В нову групу неберуться числа, які є в попередніх групах.
І=[1, 7]
ІІ=[3, 4]
III=[2, 6]
IV=[5]
Такимчином, утворилися чотири технологічні групи, які містять у собі всі об’єкти.
Аналіз:
Технологічнігрупи представляються, як комбінації операцій, які виконуються, над їх об’єктами.Проводиться спроба об’єднати технологічні групи по сукупності спільнихоперацій:
І=Т2С2 Т3 Ф1 Ф2
ІІ=Т1Т2 Т3 Ф1 Ф2 Т4 Т5 С1
ІІІ=Т3Ф1 Ф2 Т4 Ф3 Р2 Т1 С1
IV=Т1 С1 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4
Внашому випадку об’єднання здійснити неможливо. Тому у нас залишаються усічотири групи.
Закріплення операцій за модулями
Длярозробки групового технологічного процесу необхідно визначити кількість ГВМ,які входять у ГВС і вибрати основне технологічне обладнання. Основне ТОнеобхідно вибрати з однієї сторони – на основі структурно-технологічної схемипроцесу обробки, з іншої – з урахуванням конкретної автоматизованоїтранспортно-складської системи. Процес вибору ТО передбачає розподіленнятехнологічних операції по ГВМ.
Длявизначення числа ГВМ використовується метод графів. Структурно-технологічнісхеми представлені у вигляді графів (рис. 1.1, 1.2, 1.3, 1.4), вершини яких –групові операції, дуги послідовність виконання операцій.
Побудоваграфів:
Отриманігрупи розкладаються на вихідні деталеоперації, по яких будується граф.
І=Т2С2 Т3 Ф1 Ф2
1) Т2 С2 Т3 Ф1 Ф2
7)Т2 Т3 Ф1 Ф2
/>
рис.1.1
ІІ=Т1Т2 Т3 Ф1 Ф2 Т4 Т5 С1
3)Т1 Т2 Т3 Ф1 Ф2 Т4 Т5
4) Т1 С1 Т2 Т3 Ф1 Ф2 Т5
/>
Рис
ІІІ=Т3Ф1 Ф2 Т4 Ф3 Р2 Т1 С1
2) Т3 Ф1 Ф2 Т4 Ф3 Р2
6)Т1 С1 Т3 Ф1 Ф2 Ф3 Р2
/>
Рис.1.3
IV=Т1 С1 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4
5)Т1 С1 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4
/>
Рис.1.4
Пунктиромпозначено об’єднання операцій у технологічні модулі.
Длявизначення числа ГВМ, потрібно зобразити графи рис.1.1, 1.2, 1.3, 1.4 у виглядімодулів і оптимізувати їх.
І:
Т1С2 Т3 Ф1 Ф2
/>
М2
М1 1,7
IV:
М2///
М1/// Т1 С1 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4
/>5
Рс.1.8
Даліпроводиться об’єднання і оптимізація технологічних модулів.
М2=[Ф1 Ф2]
М1/=[Т1 С1 Т2 Т3]
М2/=[Ф1 Ф2 Т4 Т5]
М1//=[Т1 С1 Т3]
М2//=[Ф1 Ф2 Т4 Ф3]
М3//=[Р2]
М1///=[Т1 С1 С2 Т3]
М2///=[Ф1 Ф2 Т4]
Дляцього знищується дубль операції в модулях.
Отримаємо:
М1=[Т2 С2 Т3]
М2=[Ф1 Ф2]
М1/=[Т1 С1]=М3
М2/=[Т4 Т5]=М4
М2//=[Ф3]=М5
М3//=[Р2]=М6
Взаємодіятехнологічних модулів має наступний вигляд:
Яквидно з графу (рис.1.10), це об’єднання дало позитивний результат – системастала лінійною:
Т1С1 Т2 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4 Т5 Ф3 Р2
/> /> /> /> /> /> /> />
М1
М2 />
М3
/>/>3,4,5,6 1,2,3,4,5,6,7
Рис.1.10
Такимчином число ГВМ, які потрібні для реалізації ГВС – 3.
Структурно-технологічнасхема (розбивка ГВС на ГВМ):
Наструктурно-технологічній схемі вказано входи у ГВМ деталей, переходи деталейміж ГВМ та виходи деталей з модулів.
системастала лінійною:
Т1С1 Т2 С2 Т3 Ф1 Ф2 Т4 Т5 Ф3 Р2
3,4,5,61,2,3,4,5,6,7 1,2,3,4,5,6,7
2. Розрахунок складу устаткування для транспортування деталей
Складустаткування для транспортування об’єктів виробництва включає: стелаж длянагромадження, позиції завантаження і розвантаження, позиції контролю йавтономний транспортний модуль.
2.1 Визначення характеристик АС
Місткістьавтоматизованого складу (АС) є основною його характеристикою. Вона визначаєтьсячислом носіїв, необхідних для повного завантаження ТУ під час роботи ГВС.
Цечисло в свою чергу можна визначити максимальним числом деталеустановок, щоможуть бути оброблені ГВС, а оскільки ГВС випускає деталі різної номенклатури,то доцільно мати 10%-ий запас чарунок на випадок збільшення обсягу продукції.
/>
/>
де n- число ГВМ. Отримане числодеталеустановок відповідає числу чарунок у стелажі – 101 чарунки.
2.2 Розрахунок числа позицій завантаження / розвантаження
Єдва види позицій завантаження і розвантаження – це роз’єднані і об’єднані. Приподілі функцій розвантаження і завантаження повинні бути два робочих місця, апри об’єднанні – одне. Якщо воно встигає за часом виконувати весь необхіднийобсяг робіт. Розрахунок числа позицій здійснюється по формулі:
/>/>
де t – трудомісткість операційз/р чи сполучених операцій. При розділених операціях у ГВС повинно бути 2робочих місця, а при об’єднаних – 1 робоче місце, якщо воно устигає виконуватиобидві операції; КД –число деталеустановок, що проходять через 1 ГВМв один місяць:
/> (чарунок)
Длявибору виду позицій
- Кількість позиційзавантаження:
/>/> (шт)
- />Кількість позицій розвантаження:
/>/> (шт)
Загальнечисло позицій завантаження / розвантаження:
/>/> (шт)
2. Використовуючи сполученіпозиції завантаження / розвантаження
Трудомісткістьсполучених операцій завантаження і розвантаження буде наступною:
/>/> (хв)
Кількістьпозицій завантаження / розвантаження:
/>/> (шт)
Якбачимо, при чистому розрахунку розділених позицій завантаження і розвантаження,їх загальна завантаженість майже дорівнює 1, але оскільки варіант з суміщенимипозиціями з/р є економічно вигіднішим, та враховуючи те, що при розділенихпозиціях завантаження і розвантаження, при виході зі строю однієї з позицій,ГВС перестане функціонувати, оберемо варіант з суміщеними з/р.
2.3 Розрахунок числа позицій контролю
Якщооб’єкти виробництва обробляються на декількох ГВМ, то контроль проводитьсяпісля обробки на кожній з них.
Розрахунокчисла позицій контролю здійснюється по формулі:
/>/>
де tк – сумарний час контролю однієї ДУ
Вінвизначається по формулі:
/>
де r – середня кількістьоперацій, що приходиться на один об’єкт (сума операцій по всіх об’єктах,поділена на кількість деталей )
/> (дет)
Тоді/> (хв)
КДК – числодеталеустановок, що проходять на контроль за місяць:
/>,
де />,
а1 і а2- поправочні коефіцієнти, що враховують 1 ДУ і вивід на контроль узв’язку з використанням нового інструмента.
а1=1,15
а2=1,05
Тоді/>
/>
/>
Длятого, щоб позиції контролю устигали виконувати весь необхідний обсяг роботи,треба обчислену кількість прийняти рівною більш цілому числу, тобто у даномувипадку це буде число 2.
Отже,для того, щоб ГВС працювала продуктивно необхідно мати 2 позиції позиціїконтролю.
Необхіднорозрахувати середню кількість модулів, що приходяться на один об’єкт. Для цьогоспочатку потрібно розписати кожен об’єкт через модулі, що він проходить:
1) М1 М2
2) М1 М2
3) М3 М1 М2
4) М3 М1 М2
5) М3 М1 М2
6) М3 М1 М2
7) М1 М2
Розділимосумарну кількість модулів, через які проходять об’єкти, на кількість об’єктів іокруглимо отриманий результат. Тоді середня кількість модулів, що приходитьсяна один об’єкт, буде рівна:
(2+2+3+3+3+3+2)/7=18/7=2,57
Отже,середня кількість модулів, що приходиться на один об’єкт, рівна 3.
Графпереміщень (рис. 2.4.1) дає нам число переміщень між ГВМ, складами і позиціями.Знаючи відстань між ГВМ і швидкість переміщення АТМ, можемо розрахувати час обслуговуванняАТМ із боку ГВМ.
Графпереміщень
К2=3030
/>
Рис
К4=505
Сумарнийчас роботи АТМ:
/> (год)
Розрахувавшисумарний час обслуговування ГВМ, можна розрахувати число необхідних АТМ длявиконання даної роботи через коефіцієнт завантаження:
/>
Отже,для виконання всієї роботи з обслуговування ГВМ нам потрібно взяти 1 АТМ.
2.4 Розрахунок числа АТМ із боку позицій завантаження /розвантаження
АТМіз боку позицій завантаження / розвантаження служать для подачі порожніхсупутників на позицію завантаження, подачі завантажених супутників на склад тадоставки на позиції контролю і розвантаження.
Обчислимочас обслуговування АТМ із боку позицій завантаження / розвантаження і контролю:
/>
де К3– число переміщень між АС і позиціями,
К4– число переміщень між позиціями,
t3 – час передачі супутника зі стелажа на позицію,
t4– час передачі супутника з позиції напозицію.
К3=505+757+2020+1515+505+757=6060;
К4=252*2=505
t3=t4=tпер=1,06 (хв)
/> (год)
/>
Поцьому коефіцієнтові завантаженості визначаємо число АТМ із боку позицій
3.Визначення складу устаткування для транспортування інструментів
3.1 Розрахунок складу інструментів
Основноюхарактеристикою складу інструментів є його місткість, що визначається числомінструментів, необхідних для обробки всієї номенклатури деталей. Таке числоінструментів визначається по формулі:
/>
де К1– це число інструментів для обробки всієї номенклатури деталей, якевизначається по формулі: />, причомуКду в цій формулі береться без обліку 10% запасу, tін – середній час роботи одного інструмента, а />, де nдуб – число дублерів інструментів для обробки місячної програми.
/>
/>
Тоді/> (шт)
3.2 Визначення роботів-автооператорів
Уданому випадку будемо використовувати систему транспортування інструментів зцентральним багатомірним складом, розташованим над ГВМ. Така система вимагаєнаявності транспортних пристроїв, для доставки інструментів до ГВМ і виводуйого із системи.
Виходячиіз місткості магазинів ГВМ і з місткості одного ряду інструментів у складі,визначаємо кількість рядів інструментів у багатомірному АСІ.
Якщосклад інструментів складається більш ніж з двох рядів інструментів, то дляорганізації введення і виводу інструментів у склад використовуєтьсяпіднімальний пристрій. необхідна продуктивність піднімального пристроювизначається по формулі:
/>,
де m – коефіцієнт, що враховуєпартіонність деталей:
m=3,5 – якщо 50 % деталей виготовляються півмісячними партіями;
Тny – місячний фонд роботипіднімального пристрою, він дорівнює То.
Тодінеобхідна продуктивність
/>
3.2.1 Визначення числа Р/А з боку ГВМ
Роботи-автооператориздійснюють доставку інструментів у магазини ГВМ і назад. Для визначення їхчисла потрібно знати час однієї зміни інструмента і число змін інструментів вмісяць.
Сумарнийчас, затрачуваний на обслуговування ГВМ, визначається по формулі:
/>,
де Ксм– число змін інструментів на одному ГВМ протягом місяця.
/>,
де /> - число додаткових змінінструмента на одному ГВМ, зв’язана з некомплектністю інструмента.
nду – числодеталеустановок, одночасно оброблюваних на ГВМ,
nін – число інструментів, що не розміщаються в магазині ГВМ. За умовою,це 2 інструмент на 3 ДУ, тому nін =2/3.
Тоді/>
/>
tcм – час зміни одногоінструмента
/>
де /> (хв) – час напідхід до чарунки складу й узяття інструмента,
/> (хв) – час на підхід до магазина інструментів і узяттяінструмента,
/> (хв) – час на поворот і установку
Закоефіцієнтом завантаженості /> одержуємочисло роботів-автооператорів з боку ГВМ – 1 шт.
3.2.2 Розрахунок числа Р/А, розташованих усередині автоматизованогоскладу інструментів
Роботи-автооператори,які розміщуються всередині автоматизованого складу інструментів виконуютьфункції введення і виведення інструментів, а також обмін інструментами міжлініями складу. Для визначення необхідного числа Р/А необхідно визначити числопереміщень Р/А в цій зоні і час одного переміщення.
/>
Твв– час вводу/виводу інструментів із ГВС у годинах
/>
/>(шт) – числоінструментів, що підлягають введенню та виведенню із системи протягом місяця;
/> - час одного вводу/виводу.
/> (хв) – підійти до касети і взяти з неї інструмент,
/> (хв) – час на підхід до гнізда з кодовим пристроєм іустановку інструмента, де tоп.н – часвизначення номера інструмента, залежить від використовуваного програмногозабезпечення і приблизно становить 0,1 хв,
/> (хв) – взяти інструмент із гнізда з кодовим пристроєм,
/> (хв) – час на підхід до чарунки складу, поворот на 1800і узяття інструмента,
/> (хв) – час на поворот і установку нового інструмента вчарунки,
Тобм– час на обмін інструментів у годинах
/>
/> - число змін інструментів між стелажем і складом,
/> - час зміни інструмента між стелажами АСІ.
/> (хв) – підійти до чарунки стелажа і взяти з неїінструмент,
/> (хв) – час на підхід до чарунки стелажа 2 і узяттяінструмента,
/> (хв) – час на поворот на 1800і установкуінструмента зі стелажа 1 у стелаж 2,
/> (хв) – час на підхід до чарунки стелажа 1 і установкуінструмента зі стелажа 2,
/> (хв) – час на поворот і установку нового інструмента вчарунки,
Тоді/>(хв)
/> (год)
/> (год)
Закоефіцієнтом завантаженості
/>
визначаємокількість роботів-автооператорів у АСІ – 2 шт.
4. Вибір автономної транспортно-складської системи
ЗавданнямАТСС є приймання, нагромадження, транспортування, видача всіх видів вантажів(заготовок, напівфабрикатів, готових виробів, інструменту, технологічноїоснастки) в технологічну систему ГВС для забезпечення її найбільш ефективногофункціонування при виготовленні заданого обсягу виробів заданої номенклатури знайменшими простоями основного технологічного обладнання й мінімальнимизведеними витратами.
4.1 Формування віртуальної структури на рівні допоміжного ТУ
АТССвибирають на основі графа, заданого технологічними маршрутами, відповідновимогам до здійснення операцій транспортування та концепції дворівневогопроектування.
Прицьому необхідно передбачити переміщення всіх видів вантажів (інструменти, відходиі т.д. ), а не тільки деталі.
Віртуальнаструктура на рівні допоміжного ТУ для ГВС подається графом (рис.4). Ребра цьогографа являються лініями транспортування елементів матеріальних потоків, авершини – це окремі функціональні модулі ГВС, на яких виконуються основніоперації над об’єктами виробництва.
Таблиця.Віртуальна структура на рівні допоміжного ТО. Інструменти Заготовки Готова продукція Брак Відходи З/Р
/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/>/> К
АТМ(1) АСД
АТМ(2) ГВМ1 ГВМ2 ГВМ3
Р/А(1)
Р/А(2) АСІ ППВ
4.2 Вибір АС ГВС
Автоматизованийсклад чи система складів відповідно до змінно-добового графіка роботи ГВС вєдиному ритмі з транспортною системою виконує приймання, укладання,переставляння, зберігання, комплектацію, завантаження-вивантаження навході-виході потоку матеріалів, напівфабрикатів, заготовок, пристроїв,інструментів тощо.
Задачавибору АС є досить складною, тому що містить у собі визначення типів складів,їхньої кількості та ємності. Вибір типу складу здійснюється на підставі ранішерозрахованих його характеристик, а також легкості експлуатації, швидкостідоступу до чарунок складу та, що є на сьогоднішній день актуальним, вартості.
ДляГВС на рівні цеху в ряді випадків доцільною є поперечна компоновкаавтоматичного стелажного МСК, при якій стелажі встановлюються перпендикулярнодо технологічної системи ГРВ. Зв’язок між АС та іншими системами ГВСзабезпечується транспортною системою. Перевагою такої компоновки є квадратнаконфігурація в плані, що пов’язано з характером виробничих площ цеху.
Щодовибору типу складу за способом складування, то, виходячи зі значення необхідноїмісткості, проміжний виробничий склад та склад відправлення можна виконати увигляді кліткових стелажів з автоматичним складським краном-штабелером –складським роботом. Вони відрізняються простотою та легкістю доступу дооб’єктів.
4.3 Вибір АТСС ГВС
МетоюАТСС є приймання, нагромадження, транспортування, видача всіх видів вантажів(заготовок, напівфабрикатів, готових виробів, інструменту, технологічноїоснастки) в технологічну систему ГВС для забезпечення її найбільш ефективногофункціонування при виготовленні заданого обсягу виробів заданої номенклатури знайменшими простоями основного технологічного обладнання й мінімальнимизведеними витратами.
Можнавиділити три схеми організації транспортних потоків у ГВС:
Двосторонньоготранспортування об’єктів між робочими позиціями, коли н
- Одностороннього кільцевого руху з роз’їздами, коли можливеодночасне переміщення великого числа транспортних засобів, причому післякожного елементарного транспортування відбувається відокремлення носія об’єктіввід транспортного засобу
- З довільним маршрутом руху для носіїв об’єктів, що забезпечуєнадання руху останніх практично в будь-який момент часу та в будь-якому місцівиробничої системи (доцільне при великому числі робочих позицій та маломучасові обробки об’єктів на кожній з них).
Длянашого випадку ми виберемо другу схему організації транспортних потоків у ГВС,оскільки вона забезпечує більшу гнучкість і допускає широкий діапазонвикористання АТМ.
5. Розробка структурно-компановочної схеми ГВС
Основноюзадачею, розв’язуваною на даному етапі, є задача аналізу існуючих компоновочнихрішень ГВС і вибір оптимального чи найбільш придатного варіанта на основі усіхраніше розрахованих параметрів підсистем ГВС та кількісних оцінок числа необхіднихелементів цих підсистем.
Отже,на підставі результатів проведених розрахунків і процедур вибору виконаєморозробку структурно-компоновочної схеми ГВС, що є кінцевим етапом проектуваннясистеми автоматизованого виробництва (див.лист ЗІК 91.360000.100 СКС).
5.1 Розробка функціональноїсхеми ГВС
Уструктурі ГІВС інтегруються такі автоматизовані системи: підготовкивиробництва, технологічна та керування. Всі вони пов’язані між собою мережеюлокальних ліній зв’язку для передавання даних. Підсистеми АСНД (автоматизованасистема наукових досліджень), АСКПВ (автоматизована система конструкторськоїпідготовки виробництвом), АСТПВ (автоматизована система технологічноїпідготовки виробництва), ОТСАК (організаційно-технічна система автоматичногокерування) реалізують інформаційне забезпечення на вході технологічної системи– ГВС. Таким чином, ГВС слід розуміти як елемент, взаємозв’язаний з іншимиелементами структури інтегрованої виробничої системи.
Длярозробки функціональної структури ГВС необхідно визначити характерніпослідовності перетворення матеріальних і інформаційних потоків і характервідповідної цьому перетворенню укрупненої конфігурації ієрархічноїбагаторівневої системи керування ГВС.
Напочаток необхідно визначити технологічні маршрути та їхнє забезпечення. Тобтодля автоматизації основних операцій потрібне основне та допоміжне автоматичнеустаткування, автоматичне забезпечення даного устаткування матеріалом таінструментом, можливість складування всіх видів об’єктів (готової продукції,інструментів, заготовок, тощо), а також забезпечення прибирання відходів.
Реалізаціятехнологічного процесу на базі структурних елементів ГВС вимагає перетвореннятехнологічних процесів на основі модульної побудови. Після здійснення цієїреалізації одержується функціональна схема ГВС.
Аледля повного завершення проектування необхідно ще визначити загальнуконфігурацію системи керування, тобто виконати нанесення усіх матеріальних таінформаційних потоків, що й утворює функціональну схему спроектованої ГВС(див.лист ЗІК91.360000.200 ФС).
Висновок
Наоснові вище проведених розрахунків та процедур вибору було розробленоструктурно-компоновочну схему ГВС, а на її основі – функціональну схему ГВС, щодало змогу розглянути склад самої виробничої системи та її взаємодію з іншимипідсистемами, що в цілому утворює гнучку інтегровану виробничу систему.
Наетапах структурно-компоновочного синтезу ГВС ми виконали типізацію елементноїбази ГВС на рівні функціональних модулів – обробки, складання, транспортуванняоб’єктів виробництва, контролю їхньої якості та атестації готової продукції, щодало змогу підвищити рівень об’єктивності прийняття рішень при розробці схемиГВС.
Урезультаті всіх проведених обчислень була побудована структурно-компонувальнасхема ГВС, а на її основі – функціональна схема ГВС.
Виконавшиетап проектування можна прийти до висновку, що реально ефективне функціонуванняГІВС забезпечується тільки при здійсненні системного підходу до використанняавтоматизованих систем та модулів, оскільки застосування лише окремихкомпонентів призводить до суттєвого зниження ефективності ГІВС. Визначенняефективності інтегрованої виробничої системи не повинно зводитись до простогооцінювання рентабельності з урахуванням традиційних видів витрат, а передбачаєврахування довгострокових ефектів. Вона забезпечується не тільки внутрішнімивластивостями ГІВС, але й оперативністю технологічної підготовки персоналу –зовнішнім відносно неї фактором.
Список використаної літератури
гнучкий виробничий система технологічний
1. Ямпольський Л.С., ПоліщукМ.М., Ткач М.М. Елементи робото-технічних пристроїв і модулі ГВС. – К.: Вищашкола, 1992. – 432 с.
2. Ямпольський Л.С., ПоліщукМ.М. Оптимізація технологічних процесів в гнучких виробничих системах. – К.:Техніка, 1988. – 175 с.
3. Яхимович В.А.Транспортно-загрузочные и сборочные устройства иавтоматы. – К.: Техника, 1974.-144 с.
4. Маликов О.Б. Склады гибких автоматических производств. – Л.:Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. – 187 с.
5. Лебедовский М.С., Вейц В.А., Федотов А.И. Научные основыавтоматической сборки. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985. – 316 с.