Автоматизированное производство

Автоматизация производственных процессов. Автоматизация производственного процесса достигается путем использования систем машин-автоматов, которые представляют собой комбинацию разнородного оборудования и других технических устройств, расположенных в технологической последовательности и объединенных средствами транспортировки, контроля и управления для выполнения частичных процессов изготовления изделий. Особенно важную роль при этом играет комплексная автоматизация производства, когда без непосредственного вмешательства человека, но под его контролем машинами-автоматами осуществляются все процессы производства - от поступления сырья до выхода готового продукта.

Под автоматизацией производства понимают процесс, при котором все или большая часть операций, требующих физических усилий рабочего, передаются машинам и осуществляются без его непосредственного участия, кроме функции отладки, надзора и контроля.

Этапы развития автоматизации в промышленности определяются развитием средств производства, электронно-вычислительной техники, научных методов, технологии и организации производства.

На первом этапе автоматизировались отдельные операции или их группы с полным или частичным высвобождением работника от выполнению трудоемких, вредных, монотонных операций. Для этого создавались полуавтоматы и автоматы.

Полуавтомат - машина, цикл работы которой прерывается автоматически после завершения выполнения операции и для его восстановления необходимо вмешательство рабочего.

Автомат представляет собой саморегулирующуюся рабочую машину, которая осуществляет все элементы отделки, кроме контроля и отладки.

При применении автоматов и полуавтоматов для выполнения отдельных операций создается частичный автоматизированный производственный процесс с использованием принципов непоточных методов организации производства, организуется обслуживание нескольких.

Второй этап развития автоматизации характеризуется внедрением автоматической линии - автоматической системы машин, расположенных по ходу технологического процесса, осуществляющего без непосредственного участия человека в определенной последовательности и в заданном ритме технологические операции по изготовлению продукции. За рабочим остается выполнение функций настройки и управления.

Автоматические линии стали этапом дальнейшего развития потоковых. Они, так же как и поток, могут быть одно-и многопредметные. Важной характеристикой автоматических станочных линий способ кинематической связи оборудования, который может быть жестким и гибким.

При жестком кинематической связи все оборудование линии связано в жесткую систему единственным транспортером, одновременно перемещает предметы, которые обрабатываются, с операции на операцию в соответствии с заданного ритма. Основной недостаток линий с жесткой связью заключается в том, что остановка одного из станков требует остановки всей линии. Если в линию включается достаточно большое количество станков с невысокой степенью надежности их работы, то такая линия может быть неэффективной.

На линиях с гибким кинематической связью между каждой парой смежных станков (или их группой) является независимый транспортное устройство и накопитель деталей (бункер). В случае отказа одного из станков другие работают за счет имеющегося задела в межоперационных накопителях. Такая линия меньше простаивает из причин отказа, но она сложнее конструктивно, дороже и увеличивает объем незавершенного производства.

Для третьего этапа развития автоматизации характерно появление электронно-программного управления: были созданы станки с ЧПУ, обрабатывающие центры и автоматические линии, оснащенные оборудованием с программным управлением.

Четвертый этап развития автоматизации связан с новыми возможностями ЧПУ, основанные на применении микропроц-сорных техники, что позволило создать принципиально новую систему машин, которая сочетает в себе высокую производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса.

Пятый этап автоматизации характеризуется созданием комплексно-автоматизированных участков, цехов и заводов в целом с использованием электронно-вычислительной техники и компьютер ¬ ных систем.

Автоматические линии (АЛ). Типичным примером комплексных систем машин является автоматическая линия. Автоматическая линия - это система управляющих устройств и машин-автоматов, расположенных по ходу технологического процесса и объединены автоматическими механизмами и устройствами для транспортировки, накопления заделов, удаления отходов, изменения ориентации. В зависимости от состава используемого оборудования, АЛ классифицируются по типам:

• автоматические линии из агрегатных станков отличаются высокой эффективностью, сокращенными сроками проектно-монтажных работ, высоким уровнем надежности работы агрегатов, поскольку их собирают из унифицированных агрегатных узлов настроены в системах, которые ранее действовали;

• автоматические линии из универсальных станков-автоматов и полуавтоматов - проектируются на базе поточных линий с оснащением механизмами автоматической загрузки-разгрузки деталей;

• автоматические линии из специального оборудования высокоэффективны при использовании в условиях массового производства. Обычно для процесса их создания характерны длительные сроки проектирования и освоения, значительные затраты. Автоматические линии с программирующими устройствами оснащены числовым программным управлением, что делает их экономически эффективными не только в массовом и крупносерийном, но и в мелкосерийном производствах.

• автоматические линии с многоцелевых станков (гибкие авто-климатических линии) представляют собой высокоэффективные автоматизированные гибкие технологические комплексы с управлением от ЭВМ. Они свидетельствуют о высоком уровне гибкости, электронизации и интеграции производства.

Основным параметром (нормативом) АЛ является производительность, которая рассчитывается по производительности последнего станка, который выпускает из нее продукт. Определяют: технологическую, цикловую, фактическую, потенциальную производительность линии.

Гибкое автоматизированное производство. Современное промышленное производство характеризуется, как уже отмечалось, ускоренным обновлением продукции вследствие усиления конкуренции, технологического прогресса и ориентации на изготовление продукции для конкретного потребителя, что приводит к снижению серийности выпуска продукции. Как правило, производственный аппарат промышленных предприятий обновляется медленнее, чем выпускаемые изделия. Отсюда возникает острая проблема адаптации производства к параметрам продукции, быстро меняется.

Производственная система, отвечающая современным требованиям конкуренции, учитывает тенденции и перспективы развития промышленного производства, должен быть:

• высокоэффективной - характеризоваться высокой производительностью при минимальных издержек производства;

• високоадаптивною, что предполагает высокий уровень гибкости техники и технологии и обеспечивает минимум трудовых и материальных затрат при изменении (восстановлении) объектов производства;

• стабильной, характеризующееся постоянным составом и тока-ктуру технических средств, технологического процесса и организации производства в течение определенного времени.

Современная производственная система должна объединить гибкость низших (единичного, мелкосерийного) и высокую производительность высших (крупносерийного, массового) типов производства. При этом под гибкостью производства понимается его способность без каких-либо существенных изменений техники, технологии и организации производства обеспечивать переход на новые изделия в кратчайшие сроки и с минимальными затратами трудовых и материальных ресурсов независимо от изменения конструктивных и технологических характеристик изделий.

Гибкое автоматизированное производство (гав) представляет собой организационно-техническую производственную систему, которая функционирует на основе комплексной автоматизации и способна (в диапазоне технических возможностей) с минимальными затратами и в короткие сроки, не прекращая производственного процесса и не останавливая оборудование, переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры путем перестройки технологического процесса (в пределах имеющегося станочного парка и обслуживающего комплекса) за счет замены программ управления.

Основной показатель - степень гибкости - определяется вы-тратами времени на расширение номенклатуры выпускаемой продукции, и необходимыми дополнительными затратами при переходе на выпуск новой продукции.

Понятие гибкости производственной системы многокритериальная. Зависимости от конкретно решаемых задач системой выдвигаются различные аспекты гибкости:

• машинная гибкость - простота перестройки технологического оборудования для производства заданного множества деталей;

• технологическая гибкость - способность оборудования производить заданную множество деталей различными способами;

• структурная гибкость - возможность расширения гибкой вы-производственной системы (ГПС) за счет введения новых технологических модулей;

• производственная гибкость - способность системы продолжать обработку деталей в случае отказа отдельных технологических элементов;

• маршрутная гибкость - возможность изменения порядка выполнения операций без перепланировки оборудования;

• гибкость по объему - способность системы эффективно функционировать при различных объемах производства;

• гибкость по номенклатуре - способность системы производить разнообразные детали.