Понятие автоматизированного технологического

1.10.4. Понятие автоматизированного технологического

комплекса (АТК)

АТК предназначен для выпуска продукции в автоматизированном режи-

ме. Основное его отличие от АСУТП состоит в том, что в АТК технологи-

ческое оборудование и технические средства системы управления состав-

ляют единое целое, они совместно разрабатываются и эксплуатируются,

- 36 -

друг без друга они работать не могут. Такой подход позволяет упростить

систему за счет лучшего взаимодействия ее частей и повысить качество

ее работы. В настоящее время АТК широко применяются в промышленности

при выпуске продукции, технология производства которой включает в себя

сложные физико-химические превращения или опасна для производственного

персонала.

1.10.5. Понятие автоматизированной системы управления

предприятием (АСУП)

АСУП предназначена для управления всей деятельностью предприятия

в автоматизированном режиме. Она включает в себя системы управления

технологическими процессами, запасами сырьевых материалов, топли-

во-энергетических ресурсов, комплектующих изделий, полуфабрикатов, го-

товой продукции, экономической деятельностью предприятия, автоматизи-

рованной подготовки документации предприятия и отчетных документов, то

есть АСУП включает в себя ряд систем автоматизации, объединенных в

единую сеть потоками информации. Такой подход позволяет сократить зат-

раты труда на передачу информации (отчетов, распоряжений, планов и

т.д.) между подразделениями предприятия, сократить время их подготов-

ки, избежать многих ошибок, ввести в активный режим работы систему уп-

равления качеством на предприятии.

В настоящее время АСУП получают широкое распространение на предп-

риятиях одновременно с внедрением локальных сетей на базе персональных

компьютеров. Особенно широко этот подход к автоматизации используется

на предприятиях с большой номенклатурой выпускаемой продукции, большим

количеством связей с другими предприятиями.

1.10.6. Понятие гибких автоматизированных производств

(ГАП) и интегрированных производственных комплексов (ИПК)

Гибкие автоматизированные производства - это качественно более

совершенный этап в комплексной автоматизации производства. Это система

автоматизации, охватывающая все производство от проектирования изделий

и технологий до изготовления продукции и доставки ее потребителю. Эта

тенденция ведет к созданию высокоавтоматизированных цехов и заво-

дов-автоматов, где средства вычислительной техники применяются во всех

звеньях производства. Станкостроители начали выпускать промышленно се-

рийные гибкие автоматизированные производства (ГАП) на базе обрабаты-

вающих центров и гибкопереналаживаемых автоматических линий.

Автономное развитие АСУ (обработка информации), САПР, АСУТП, сис-

тем управления гибким автоматизированным производством (СУГАП), про-

мышленные роботы не дают желаемого эффекта в повышении производитель-

ности. Так, например, САПР, АСТПП, АСУП повышают производительность

труда примерно вдвое, СУГАП примерно впятеро, а интегрированный комп-

лекс - в десятки раз. Поэтому был взят курс на интеграцию, особенно в

области ГАП.

Основой завода с полностью автоматизированным производственным

циклом является интегрированный производственный комплекс (ИПК), вклю-

чающий системы автоматизации предпроектных научных исследований (АС-

НИ), проектирование конструкции изделий (САПРК) и технологических про-

цессов (САПРТП), проектирование технологической подготовки производс-

тва (АСТПП), гибкое автоматизированные производство (ГАП), систему ав-

томатизированного контроля (АСКИ). Назначением ИПК является проведение

всех работ цикла от исследования до производства на основе использова-

ния общей информационной базы и безбумажной технологии передачи инфор-

мации по составляющим этого цикла с помощью локальных вычислительных

сетей.

- 37 -

Особенно эффективно применение ИПК и ГАП в условиях единичного и

мелкосерийного производства в условиях частой сменяемости номенклатуры

продукции и сокращения времени ее выпуска. Комплексная автоматизация

производства на базе ИПК и ГАП позволяет:

- в 7-10 раз повысить производительность труда;

- сократить длительность производственного цикла;

- повысить технический уровень и качество выпускаемой продукции;

- снизить материало- и энергоемкость продукции;

- увеличить коэффициент сменности оборудования;

- высвободить значительную часть работающих на производстве;

- сократить производственные площади.

Кроме того, число различных классов технических систем удваивает-

ся в среднем каждые 10 лет, объем научно-технической информации, ис-

пользуемой в конструкторских разработках, удваивается каждые 8 лет,

время создания новых изделий уменьшается в два раза каждые 25 лет при

одновременном сокращении срока их морального старения. Это обуславли-

вает пропорциональный рост объемов проектирования (примерно в 10 раз

каждые 10 лет), а при сохранении ручной технологии конструирования не-

обходимо иметь такие же темпы роста числа специалистов. Однако, пос-

кольку на самом деле их число может возрастать в 3 раза каждые 10 лет,

кроме того, возрастает сложность проектируемых систем и количество ва-

риантов, которыми они могут быть реализованы, использование вычисли-

тельной техники при проектировании новых изделий является необходимым.

В соответствии с ГОСТ 26229 гибкая производственная система (ГПС)

(гибкое автоматизированное производство - ГАП) - совокупность в разных

сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комп-

лексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологи-

ческого оборудования и систем обеспечения их функционирования в авто-

матическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая

свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий про-

извольной номенклатуры в установленных пределах значений их характе-

ристик.

Связь элементов ИПК для различных уровней ГПС (ГАП) приведена в

таблице 2.

Периоды развития ГАП:

1 период - 60-70 годы - разработка и проверка базисных принципов

создания;

2 период - 80 годы - разработка и создание элементной техники и

технологии;

3 период - 90 годы - разработка и создание системы комплексов ГП.

Ниже приведена таблица 3 распределения времени загрузки оборудо-

вания в зависимости от типов производств.

Из приведенной диаграммы видно, что узким местом являются вспомо-

гательные операции (вспомогательное время) и время переналадок (неисп-

равности, особенно 2 и 3 смен).

 Наибольшее распространение получили ГАП в механообработке. Здесь

сформировались типичные структуры - модули, объединяемые в линии или

участки с помощью транспортно-складских систем. Состав модуля включа-

ет:

- обрабатывающий центр;

- накопитель палет или кассет и средства ЧПУ.

Сравнительные данные по использованию ГАП в различных технологи-

ях:

- металлообработка резанием - 50 %;

- металлообработка формовкой - 21 %;

- сварка - 12 %;

- сборка - 5 %;

- остальные технологии - 12 %.

- 38 -

Таблица 2

┌──────────────────┬─────────────────────────────────────────────────┐

│Элементы ИПК │Структурные уровни в соответствии с ГОСТ 26228-85│

│ ├─────────────┬───────────────┬───────────────────┤

│ │ГПМ (модуль) │ГАЛ (линия) │ ГАЦ (цех) │

│ │ │ГАУ (участок) │  │

├──────────────────┼─────────────┼───────────────┼───────────────────┤

│АСНИ │ │ │ Х │

│АСУП │ │ Х │ Х │

│САПР │  │ Х │ Х │

│АСТПП │ │ Х │ Х │

│АТСС (автоматизиро│ │ │ │

│ванная транспортно│ │ │ │

│складская система)│ Х │ Х │ Х │

│АСИО (инструмен- │ │ │ │

│тального обеспече-│ │ │ │

│ния) │ Х │  Х │ Х │

│СЦК │ Х │ Х │ Х │

│Вычислительная тех│ │ │ │

│ника │ Х │ Х │ Х │

│Роботы (ПР)  │ Х │ Х │ Х │

│Станки с ЧПУ │ Х │ Х │ Х │

│Автоматические ро-│ │ │ │

│боты и линии │ Х │ Х │ Х │

│Средства автомати-│ │ │ │

│зации и приборы │ Х │ Х │ Х │

└──────────────────┴─────────────┴───────────────┴───────────────────┘

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

┌───────────────────────────────┐

│Общие направления автоматизации│

└───────┬────────────────┬──────┘

│ │

┌─────────────────────────┴────────┐ ┌─────┴─────────────────────────┐

│Автоматизация обработки информации│ │Автоматизация технологии произ-│

│ │ │водства │

└──┬────────┬──────────┬────────┬──┘ └─┬─────────────┬────────────┬──┘

│ │ │ │ │ │ │

┌──┴─┐ ┌─┴──┐ ┌──┴──┐ ┌─┴──┐ ┌─┴─┐ ┌──┴──┐ ┌┴─┐

│АСУП│ │САПР│ │АСТПП│ │АСНИ│ │ЧПУ│ │АСУТП│ │ПР│

└────┘ └────┘ └─────┘ └────┘ └───┘ └─────┘ └──┘

Рис. 3. Направления автоматизации производства

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

Таблица 3

┌──────────────────────────────────┬─────────────────────────────────┐

│тип производства /время загрузки │ Размеры партий Р │

│ /производства в %├───────────┬──────────┬──────────┤

│ / │мелко-сери-│средне-се-│массовое  │

│ / │ное │рийное │ │

│ / │ Р <10 │10 <Р <100│ Р > 1000│

├──────────────────────────────────┼───────────┼──────────┼──────────┤

│отпуска,праздники │  34 │ 28 │ 27 │

│вспомогательное время, потери, не-│ │ │ │

│исправности 2 и 3 смен │ 60 │ 64 │ 51 │

│основное время работы оборудования│ 6 │ 8 │ 22 │

└──────────────────────────────────┴───────────┴──────────┴──────────┘

Сложнее всего происходит внедрение ГАП в сборочные производство,

это связано:

- со сложностью и разнообразием объектов сборки и необходимой для

- 39 -

этой сборки оснастки;

- коротким циклом операций сборки;

- нежесткостью или упругостью деталей;

- необходимостью в настройке, подгонке и учете малых допусков в

сочленении деталей.

В сборочных ГАП центральным компонентом являются роботы с разви-

той сенсорикой и высоким уровнем машинного интеллекта, что влияет на

увеличение уровня затрат при создании ГАП сборки. Поскольку роботы с

интеллектуальными средствами управления еще не получили широкого расп-

ространения, то приходится резко повышать затраты на периферийное обо-

рудование и оснастку, создавая условия для применения более простых

роботов. При этом стоимость оснастки и периферии составляет до 70 % от

общей стоимости сборочного модуля. Далее будут более подробно рассмот-

рены экономические и социальные аспекты использования роботов.

Однако, ГАП не является эффективным для любых типов производств.

Ниже приведены зоны наиболее эффективного применения разных видов ав-

томатизации производства и зависимость себестоимости единицы продукции

от объемов выпуска для ручного и автоматизированного труда.

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

размеры партий 1-жесткие линии

10000 ┌─────┐ 2-гибкие модули

│ │ 1 ┌┼─────┐ 3-ГАП

│ └────┼┘ │ 4-ЧПУ

│ │ 2 ├─────┐ 5-универсальные станки

2000│ └──────┤ │

│ │ 3 ├────────┐

50 │ └─────┤ │

│ │ 4 ├──────────┐

25 │ └────────┘ 5 │ номенклатура

└─────┴───────┴─────────┴──────────┴──────────────

2 5 100 500

Рис. 4. Области эффективного применения разных видов автоматиза-

ции производства

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

│ │ │

│ │ \ │

│ │ \ 2 │ 1-гибкая автоматизация

│  │ \ │ 2-жесткая автоматизация

│ \ │ \ │

1,0├─────────┼─────────┼──────ручной труд

│ │\ \ │

│ │ \ \ │

│ │1 \ \ │

│ │ \ \│

0,1└─────────┴─────────┴──────── выпуск млн.шт./год

1,0 10

Рис. 5. Зависимость относительной себестоимости единицы продукции

от объемов выпуска для ручного и автоматизированного тру-

да

──────────────────────────────────────────────────────────────────────

Перспективы развития ГАП связаны со все более масштабной интегра-

цией в составе одной системы различных производственных функций и пол-

ной передачей этих функций под контролируемое управление от ЭВМ на ба-

зе новейших СВТ (ЭВМ 5-го поколения, базирующихся на принципах

искусственного интеллекта), развитых средствах обработки графической и

речевой информации, лазерной и другой технике измерения, волоконнооп-

тических линиях связи и распределенно-сетевых методах обработки инфор-

мации.

- 40 -

Похожие работы

Технологія та автоматизація виробництва блока живлення БП 9/4

Скачать

55995

8

0

... гарантійного ремонту). В конструкції кришки для цього передбачено пломбувальний "стакан", що під час складання виробу на виробництві заповнюється пломбувальною пастою перед загвинчуванням гвинта. 2.2 Технологічний аналіз елементної бази В своєму складі блок живлення БП-9/4 має таку елементну базу: мікросхема, транзистор, діоди, конденсатори, резистори постійні та змінні. Усі перелічені ЕРЕ ...

Анализ технологии изготовления модуля сопряжения цифрового мультиметра с компьютером

Скачать

10356

2

1

... выполнения норм времени, принимаем равным 1. Результаты расчета показателей поточной линии сборки приведены в таблице 1.2. Маршрутное описание технологического процесса производства модуля сопряжения цифрового мультиметра с компьютером представлено в приложении в виде маршрутных карт. Таблица 1.2 – Результаты расчета показателей поточной линии сборки Операция Оборудование Производит

Автоматизация и моделирование технологического процесса

Скачать

36129

1

4

... 0mil 0.0deg (0.0mil,0.0mil) Flash"* Выполнив сверление отверстий в ПП, робот выполняет установку ЭРЭ. После установки ЭРЭ, плату отправляют на пайку волной припоя. 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА   Моделирование – это метод исследования сложных систем, основанный на том, что рассматриваемая система заменяется на модель и проводится исследование модели с целью получения информации об ...

Совершенствование организации управленческого труда в организации

Скачать

128462

1

16

... приведен полный перечень и расчетные формулы используемых для оценки ТК РЭА количественных показателей. 3.2 Разработка информационного обеспечения системы показателей эффективной организации управленческого труда в организации и технологичности конструкции изделий и их составных частей Стандартами ЕСТПП введена система количественных оценок технологичности конструкций, охватывающая всю ...