Организационно-технологическая структура ГАП
В организационно-технологической структуре ГАП можно выделить следующие уровни:
а) уровень технологического оборудования (основного и вспомогательного);
б) уровень технологических модулей ГАП.
Технологический модуль представляет собой комплекс, состоящий из одного или нескольких агрегатов, технологического транспорта, промышленных роботов, средств автоматической смены инструментов, накопителей готовых деталей, устройств числового программного управления.
В зависимости от степени автоматизации технологический модуль может выполнить автоматически в различном наборе следующие функции: обработку деталей, загрузку-выгрузку агрегата, контроль износа инструмента, оснастки, приспособлений, диагностику и регулирование, смену программ управления, транспортировку деталей внутри модуля, отвод смазочно-охлаждающей жидкости и стружки.
В зависимости от состава выполняемых функций, а следовательно, и оборудования технологические модули делятся на три поколения. Минимальным набором функций обладает модуль первого поколения. Он состоит из технологического оборудования с числовым программным управлением устройства автоматической загрузки-выгрузки оборудования, автоматических накопителей заготовок и готовых деталей. Модуль второго поколения оснащается еще автоматическим устройством подготовки и замены инструмента и оснастки, а также устройством удаления отходов. Введение в состав модуля второго поколения автоматических устройств контроля и диагностики позволяют отнести его к третьему поколению. Структурные единицы ГАП всех уровней должны иметь в составе устройств и систем управления унифицированные средства, в том числе межуровневые, обеспечивающие их соединение между собой.
|
|
|
Весь комплекс организационных документов и правил обмена, программных и информационных средств, аппаратуры сопряжения и передачи данных представляет собой так называемый системный интерфейс.
Гибкость производственной системы
С учетом новых тенденций развития современной техники разрабатываемые автоматизированные линии, участки, цеха должны обеспечивать быструю смену продукции. Комплекс качеств таких участков линий, отвечающих этому требованию, определяется термином гибкость.
Производственная гибкость технической системы определяется технологической, структурно-организационной, параметрической гибкостью и гибкостью по мощности.
В целом под гибкостью понимается приспосабливаемость производственной системы к динамическим и стохастическим изменениям, связанным с производственной программой. Система считается гибкой, быстропереналаживаемой без существенных затрат, если при изменении производственной программы не меняется число и вид ее элементов, а также вид их связей.
|
|
|
Технологическая гибкость может быть охарактеризована коэффициентом запуска нового изделия, показывающего, во сколько раз затраты на запуск очередного изделия в условиях ГПС меньше, чем при обычной технологии. Косвенно характеризуется многономенклатурностью и переналаживаемостью.
Технологическая гибкость определяет принципиальную возможность перехода на новое изделие и зависит от следующих факторов: 1 - состава нового оборудования; 2 - разнообразия инструментов; 3 - универсальности зажимных приспособлений; 4 - универсальности схватов роботов; 5 - универсальности программных модулей (программного обеспечения).
Технологическая гибкость решает задачу, чтобы время и затраты на перестройку производства изготовления нового изделия были минимальными.
Факторы, определяющие технологическую гибкость: 1 - доля оборудования, снабженного системами ЧПУ; 2 - универсальность оснастки; 3 - наличие системы АСТПП.
Технологическая гибкость определяется количественно
|
где tf- - время, необходимое на перенастройку; tp - время на обработку партии деталей (см. таблицу 1.1).
|
|
|
Таблица 1.1
Факторы снижения
В качестве меры гибкости перехода ГПС, выпускавшей изделия j-го наименования, к выпуску изделия i-го наименования примем коэффициент гибкости
|
,
где tpj- - время цикла обработки j-го наименования; tij - время переналадки ГПС деталей j-го на детали i-го наименования; n - количество наименований деталей для данной ГПС. Коэффициент 
имеет смысл весового коэффициента.
Существует экономически рациональная технологическая гибкость для определения условий производства и рациональный уровень автоматизации для ее реализации. В частности, в единичном производстве каждое новое изделие является изменением задачи технологической подсистемы ГПС и затраты на регулирование и наладку технических средств всех уровней ГПС могут быть значительно выше, чем при работе операторов. Наоборот, в серийном и крупносерийном производстве ограничение номенклатуры закрепленных изделий одной группы и значительное упрощение системы регулирования, распределение эксплуатационных расходов и стоимости переналадки на большие партии деталей обеспечивают в целом экономическую эффективность изготовления.
|
|
|
Под переналаживаемостью производственной системы подразумевается возможность достаточно быстрого и экономичного перехода с одного технологического процесса на другой в связи с изменением конструктивных, технологических, организационных, управленческих, экономических факторов, а также объема выпуска изделий. Основной характеристикой переналадки является время переналадки. Переналаживаемость всегда была присуща любому многономенклатурному производству.
В любой производственной системе можно выделить неизменные базовые элементы, элементы наладки и настройки.
К элементам наладки относятся агрегатные узлы технологического оборудования и автоматизированной транспортно-складской системы (АТСС), технологическая оснастка, включая инструментальную, захваты и ориентирующие устройства, наладочные элементы систем инструментального, технологического, информационного обеспечения, дополнительные блоки систем управления, специальное программное обеспечение управляющих ЭВМ, управляющие программы.
Элементы настройки составляют регулируемые электромеханические элементы технологического оборудования, элементы устройств управления, входные параметры программного обеспечения.
К базовым элементам относятся технологическое оборудование, индивидуальные или групповые устройства управления, транспортнонакопительные устройства, загрузочно-разгрузочное оборудование и их общее программно-математическое обеспечение.
Переналадка - это технологический процесс, связанный с изменением характеристик производственной системы. Возможность достаточно быстрого и экономичного изменения этих характеристик достигается гибкостью производственной системы. Гибкость является характеристикой непосредственно самой производственной системы и переналаживание определяется характеристиками как производственной системы, так и объектов производства.
Гибкость производственной системы определяется:
- диапазоном изменения технических характеристик производственной системы и ее элементов, допустимой конфигурацией и размерами базовых элементов, количеством рабочих органов;
- универсальностью технических решении в пределах одной производственной системы, основного и вспомогательного оборудования, применяемой оснастки, средств управления, информационного и программного обеспечения;
- временем, требуемым для изменения технических характеристик производственных систем;
- совершенством системы управления и средств программного обеспечения.
Можно рассматривать следующие виды переналаживаемости: по номенклатуре, по программе выпуска, производственная, которая связана с изменением производственного процесса в связи с отказами, организационная, которая определяется в связи с изменением производственного процесса и заменой его компонентов.
Структурно-организационная гибкость может быть охарактеризована длительностью производственного цикла. В условиях ПС эта величина стремится к минимуму. Структурно-организационная гибкость, определяемая скоростью перенастройки ГПС при переходе на выпуск изделия другого вида, в наибольшей степени обеспечивается автоматизацией процесса получения управляющей информации для ГПС и, в частности, интеграцией с САПР, АСТПП и АСУП, а также стандартизацией используемых инструментов, материалов, заготовок и др. Необходимо учитывать и трудоемкость перенастройки ГПС, влияющей на ее структурную гибкость. Гибкость ГПС отражает способность системы сохранять в заданных пределах определенные параметры (производительность, точность, надежность, экономическую эффективность) при нестационарных условиях работы. Она также компенсирует различные внешние воздействия путем изменения внутренних параметров по соответствующим критериям в пространстве и времени.
Другими словами, гибкость обеспечивает переход динамической технической системы из одного устойчивого состояния в другое в соответствии с целью - изменением объекта производства. В связи с этим можно выделить динамическую гибкость ГПС, характеризующуюся показателями переходного процесса. К таким показателям относятся время, скорость и точность перехода ГПС в новое устойчивое состояние. В отличие от статических динамические показатели ГПС характеризуют предельные возможности изменения того или иного параметра и число технологических различных состояний системы. Анализ динамических характеристик перехода ГПС в новое состояние позволяет рассматривать гибкость как свойство, обеспечивающее наилучшее качество переходного процесса и поддержание нового состояния при изменении номенклатуры изготавливаемых изделий или в условиях выхода из строя одного (или нескольких) функционального элемента ГПС.
Гибкость мощности ГПС характеризует способность системы к расширению, компенсационную и накопительную способность.
Способность к расширению обусловлена резервами мощности системы, например, по вычислительным возможностям, мощности оборудования и др.
Компенсационная возможность проявляется в выравнивании количественных сдвигов производственной программы.
Накопительная способность обеспечивает выравнивание количественных колебаний структуры заказов среднесуточного временного сдвига начала работы.
В качестве меры гибкости ГПС можно принять отношение затрат на переналадку Сп к амортизационным отчислениям при работе до перенастройки Са:
|
Понятие гибкого производства по своей сути не означает полной замены труда человека машиной и ЭВМ. Этим оно отличается от понятия комплексной автоматизации.
Среди идей, развиваемых в настоящее время, важное место занимает идея полностью автоматизированных производств. Производству по существу предъявляются требования, чтобы в нужный момент и за короткое время перейти на выпуск новой продукции.
При этом осваивать новую продукцию требуется при минимальных потерях и затратах, в том числе с экономией трудовых ресурсов. Таким образом, перед промышленностью стоят по существу две различные и противоречивые задачи. Крупносерийное и массовое производство необходимо наделить надлежащей гибкостью, сохранив при этом преимущества жесткой автоматизации. Мелкосерийное производство надо комплексно автоматизировать с таким расчетом, чтобы оно стало не только гибким, но и приобрело лучшие черты массового производства: ритмичность, непрерывность и т.д.
Для создания ГАП полностью автоматизированных производств необходимо решить ряд проблем:
1. Разработка теоретических основ гибкой автоматизации ТП изготовления деталей, сборки.
2. Разработка принципов построения интегрированных автоматических (сквозных) систем, проектирование-изготовление.
3. Разработка принципов построения элементов ПР и оборудования, целевых механизмов и устройств точного позиционирования, загрузочных устройств, захватов ПР.
4. Создание типовых решений проблемно-ориентированных гибких производственных систем, работающих на новых принципах.
5. Разработка перспективных модулей промышленных роботов (ПР), оборудования для гибких производственных систем (ГПС), работающих на новых принципах.
6. Создание комплексов прикладного программного обеспечения ГПС и их компонентов.
7. Создание и развитие САПР, АСТПП, проектирование средств гибкой автоматизации радиоэлектронной и микроэлектронной аппаратуры.
8. Разработка и развитие методов эффективной эксплуатации и средств гибкой автоматизации.
9. Подготовка и переподготовка кадров.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 1111; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!