Организационно-технические особенности создания и эксплуатации гибких производственных систем

Доступен только на StudyGur

Тема:
Скачиваний: 1
Страниц: 10
Опубликован:
ЧИТАЙТЕ ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА

ПРЕДПРОСМОТР

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Кафедра менеджмента
РЕФЕРАТ
На тему:
«Организационно-технические особенности создания и
эксплуатации гибких производственных систем»
МИНСК, 2008
В современных условиях сфера распространения поточных форм
организации
производства
и
соответствующих
видов
поточных
и
автоматических линий (ОНПЛ, ОППЛ, МНПЛ, МППЛ, АЛ, РАЛ) ограничена
в основном массовым и крупносерийным типами производства, удельный вес
которых в общем объеме производства не столь значителен и постоянно
уменьшается под воздействием ряда факторов, порождаемых научнотехническим прогрессом.
К таким факторам относятся:
увеличение
многообразия разработки объектов новой продукции; частая сменяемость
выпускаемых изделий; возрастание многономенклатурности производства
изделий, сборочных единиц, деталей; снижение объема выпуска отдельных
изделий при увеличении объема других и др. Развитие радиоэлектроники,
вычислительной техники и программирования, серийное производство
высокопроизводительных многоцелевых станков с ЧПУ (обрабатывающих
центров), робототехника и использование групповой технологии обусловили
создание базы для автоматизации серийного, мелкосерийного и единичного
производств, а также для перехода к гибкому автоматизированному
производству и к массовому внедрению гибких производственных систем
(ГПС).
В отличие от поточных и автоматических линий, имеющих узкую
специализацию на изготовление определенного вида изделий, создание ГПС
направлено на обеспечение выпуска серийных и мелкосерийных изделий
дискретными партиями, номенклатура и размеры которых могут меняться во
времени. При этом использование ГПС должно способствовать сохранению
для многономенклатурного производства отличительных особенностей и
преимуществ массового производства (непрерывности и ритмичности) и
существенному
повышению
производительности
труда
и
качества
выпускаемой продукции при сокращении численности рабочих-операторов.
Гибкие производственные системы отличаются от технических систем,
состоящих из универсального оборудования и автономно работающих
станков с ЧПУ и от производств, оборудованных станками-автоматами и
полуавтоматами в линии (АЛ, РАЛ и др.) с механической связью. От
производств, оснащенных универсальным оборудованием и станками с ЧПУ,
ГПС отличаются высокой производительностью оборудования и труда как за
счет одновременного выполнения многих операций производственного
процесса с одной установки обрабатываемого предмета труда, так и за счет
того, что ГПС может работать в автоматическом режиме круглосуточно. От
автоматических линий ГПС отличается гибкостью в широком смысле слова,
что позволяет обрабатывать в нем широкую номенклатуру изделий и
быструю смену объектов производства.
Обладая
широкой
производительность
гибкостью,
оборудования,
ГПС
обеспечивает
приближающуюся
к
высокую
уровню
производительности АЛ и линий, скомпонованных из специализированных
станков. Основной показатель ГПС – степень гибкости – может быть
определен количеством затрачиваемого времени, количеством необходимых
дополнительных
расходов,
при
переходе
на
выпуск
изделий
j-го
наименования, а также широтой номенклатуры выпускаемой продукции.
Следует отметить, что понятие степень гибкости производственной
системы – это не однозначный, а многокритериальный показатель. В
зависимости от конкретной решаемой задачи ГПС выдвигаются различные
аспекты гибкости, такие как:1) машинная гибкость – простота перестройки
технологического оборудования для производства заданного множества
изделий j-го наименования; 2) технологическая гибкость – способность
системы производить заданное множество деталей j-го наименования
разными вариантами технологического процесса; 3) структурная гибкость –
возможность расширения ГПС за счет введения новых дополнительных
технологических модулей, а также возможность объединения нескольких
систем в единый комплекс; 4) гибкость по объему выпуска – способность
системы
экономично
изготавливать изделия
j-го
наименования
при
различных размерах партий запуска и может быть охарактеризована
минимальным размером партии, при котором использование системы
остается экономически эффективным; 5) гибкость по номенклатуре –
способность системы к обновлению выпуска продукции и характеризуется
сроками и стоимостью подготовки производства нового наименования
деталей. В мелкосерийном производстве в качестве показателя гибкости
номенклатуры можно принять максимальный коэффициент обновления
продукции, при котором использование системы остается экономически
эффективным.
Важное значение для обеспечения гибкости по номенклатуре имеет
унификация конструктивных и технологических решений, достигаемая за
счет автоматизации процессов конструирования изделий и технологической
подготовки производства, а также широкого применения принципов
групповой
технологии,
являющейся
технологическим
фундаментом
современных механообрабатывающих производств.
Следует отметить, что перечисленные виды гибкости тесно связаны
между собой и улучшение одного показателя гибкости может вызвать
ухудшение другого. Поэтому при сопоставлении различных ГПС, особенно
при анализе вариантов на стадии проектирования, желательно пользоваться
не качественными оценками, а некоторой системой количественных
характеристик, так как создание ГПС, обладающих высокой гибкостью по
всем
перечисленным
показателям,
является
не
только
технически
невозможным, но и экономически нецелесообразным. Поскольку каждая
ГПС разрабатывается для нужд конкретного предприятия, цеха, участка, она
оказывается специализированной не только по своему технологическому
назначению, но и решаемым производственным задачам.
В общем виде под ГПС понимается автоматизированное производство,
построенное на современных технических средствах (станках с ЧПУ,
роботизированных технологических комплексах, гибких производственных
модулях, транспортно-накопительных и складских системах и т.д.),
способное
обеспечить
выпуск
широкой
номенклатуры
продукции,
однородной лишь по своим основным конструктивным и технологическим
параметрам и способное безинерционно переходить на выпуск новых
изделий j-го наименования.
К числу основных факторов, обеспечивающих функционирование
ГПС,
относятся:
1)
комплексная
автоматизация
всех
основных
и
вспомогательных технологических операций; 2) программная переналадка
технологического оборудования; 3) оперативная (автоматизированная)
конструкторско-технологическая
и
организационно-экономическая
подготовка производства; 4) автоматизация управления производственнотехнологическими
процессами,
осуществляемая
в
режиме
реального
времени; 5) реализация и оптимизация оперативно-производственного
планирования,
позволяющая
обеспечить
максимальную
загрузку
оборудования, минимизировать производственный цикл и обеспечить
комплектность деталей и сборочных единиц для сборки; 6) групповая
технология обработки деталей.
Обеспечение реализации названных факторов осуществляется за счет
функциональных элементов ГПС, которые можно разделить на две группы:
1) производственно-технологические функциональные элементы ГАП,
составляющие производственно-технологическую часть ГПС;
2) электронно-вычислительные функциональные элементы ГАП,
составляющие информационно-вычислительную и управляющую часть ГПС.
При проектировании производственно-технологической части ГПС,
как правило, используется блочно-модульный принцип на различных
организационных уровнях системы (рис. 1).
Основными элементами производственно-технологической части ГПС
являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный
технологический комплекс (РТК) и система обеспечения функционирования.
ГПМ – это единица технологического оборудования для производства
изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их
характеристик
с
ЧПУ,
автономно
функционирующая,
автоматически
осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции,
имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС.
ГПС
Система
РТК
ГПМ
ГПК
обеспечения
ГАЛ
ГАУ
ГАЦ
Рис. 1. Структура ГПС
В состав ГПМ входит специальное технологическое оборудование (от 1
до 3 станков с ЧПУ); контрольно-измерительная аппаратура и установки;
промышленные
роботы
и
манипуляторы;
средства
автоматизации
технологического процесса; средства идентификации деталей, заготовок,
инструмента, оснастки.
РТК – это совокупность единиц технологического оборудования от 3
до 10 станков с ЧПУ, ПР и средств их оснащения, автономно
функционирующая
и
осуществляющая
многократные
циклы.
РТК,
предназначенные для работы в ГПС, должны иметь автоматизированную
переналадку и возможность встраиваться в ГПС. В качестве средств
оснащения РТК могут быть: устройства накопления, ориентации, поштучной
выдачи объектов производства и др.
Таким образом, основными характеристиками ГПМ и РТК являются:
способность работать автономно, без участия человека; автоматически
выполнять все основные и вспомогательные операции производственного
процесса;
гибкость,
мелкосерийного
основного
удовлетворяющая
производств;
оборудования
и
простота
системы
требованиям
наладки,
единичного
устранения
управления;
и
отказов
совместимость
с
оборудованием традиционного и гибкого производства; высокая степень
завершенности обработки деталей с одного установа; высокая экономическая
эффективность при правильной эксплуатации.
В настоящее время создаются и эксплуатируются ГПС полного
технологического цикла, на которых детали или изделия обрабатываются
(изготавливаются) со 100%-ной готовностью, и ГПС неполного цикла, когда
для завершения изготовления детали требуются дополнительные операции,
выполняемые вне этой системы. В соответствии с этим создаются более
сложные ГПС в виде гибких производственных комплексов (ГПК), гибких
автоматизированных линий (ГАЛ), гибких автоматизированных участков
(ГАУ),
гибких
автоматизированных
цехов
(ГАЦ)
и
гибких
автоматизированных заводов (ГАЗ).
ГПК – ГПС, состоящая из нескольких ГПМ (треть парка от 6 до 10, а
остальные – 11 и более ГПМ) или РТК, объединенных АСУ и
автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС), автономно
функционирующая в течение заданного времени и имеющая возможность
встраиваться в систему более высокого уровня автоматизации.
ГАЛ – ГПС, состоящая из нескольких ГПМ или РТК, объединенных
АСУ, в которой технологическое оборудование располагается в принятой
последовательности технологических операций вдоль автоматизированной
транспортно-накопительной системы.
ГАУ – ГПС, состоящая из нескольких ГПМ, РТК, ГПК, ГАЛ и
отдельных
единиц
специального
технологического
оборудования,
автоматизированной транспортно-накопительной системы, объединенных
АСУ
в
гибкий
последовательности
участок,
в
использования
котором
предусмотрено
технологического
пределах заданного технологического маршрута.
изменение
оборудования
в
ГАЦ – ГПС, объединяющая ГАУ (или ГАЛ), вспомогательные участки
и отдельные ГПМ, РТК, ГПК, АТСС и управляемая автоматизированной
системой.
ГАЗ – ГПС, состоящая из ГАЦ заготовительного производства, ГАЦ
обрабатывающей
и
сборочной
стадий,
автоматизированных
складов
материалов, заготовок, комплектующих изделий, готовых деталей и изделий,
автоматизированной транспортной системы (АТС), объединенная АСУ.
Система обеспечения функционирования ГПС в автоматическом или
автоматизированном режиме включает: а) автоматизированную транспортноскладскую систему (АТСС) – систему взаимосвязанных автоматизированных
транспортных и складских устройств с установкой в транспортной таре для
временного накопления, распределения и доставки предметов производства и
технологической оснастки к ГПМ, РТК или другому технологическому
оборудованию в ГПС; б) автоматизированную систему инструментального
обеспечения
(АСИО),
осуществляющую
подготовку,
хранение,
автоматическую замену инструмента; в) автоматизированную систему
слежения
за
износом
и
поломками
инструмента
(АССИ);
г)
автоматизированную систему обеспечения надежности, осуществляющую
слежение за состоянием оборудования (АСОН); д) автоматизированную
систему управления качеством продукции (АСУКП); е) автоматизированную
систему удаления отходов производства (АСУОП).
Производственно-технологическая часть ГПС предназначена для
выполнения всех основных и вспомогательных технологических процессов и
операций над элементами материального потока.
Основными
элементами
информационно-вычислительной
и
управляющей части ГПС является автоматизированная система управления
предприятием
(АСУП),
обеспечивающая
автоматизированное
организационно-экономическое управление гибким автоматизированным
производством, включающая системы более низкого уровня, такие как:
система автоматизированного проектирования (САПР); автоматизированная
система
технологической
подготовки
производства
(АСТПП);
автоматизированная система управления технологическими процессами
(АСУТП); автоматизированная система научных исследований (АСНИ);
локальные системы управления (ЛСУ).
Частичная или полная интеграция производственно-технологической
части ГПС с функциональными системами информационно-вычислительной
и управляющей части в единую производственную систему превращает ее в
гибкое автоматизированное производство (ГАП).
Информационно-вычислительная
и
управляющая
часть
ГПС
обеспечивают управление и координацию деятельности производственнотехнологических функциональных элементов системы, которая реализуется
иерархией ЭВМ.
На первом уровне иерархии управления используются ЧПУ. С их
помощью управляются станки и др. технологическое оборудование,
промышленные роботы, робоэлектрокары и др. транспортные системы.
На втором уровне используются микро-ЭВМ типа "Электроника" и
другие программно совместимые с ней ЭВМ. С их помощью управляются
ГПМ, РТК, АТС, АСС и др. обеспечивающие системы.
На третьем уровне используются мини-ЭВМ типа СМ-1420 и другие
программно совместимые с ними ЭВМ. Мини-ЭВМ управляют группами
модулей (ГПК, ГАЛ, ГАУ, ГАЦ). На этом уровне с помощью мини-ЭВМ
осуществляются хранение программ и другой информации, реализация
оперативно-календарного
плана,
регистрация
текущего
состояния
производства, контроль неисправности оборудования и т.д.
На четвертом уровне используются мощные ЭВМ в составе АСУП.
На всех этапах разработки ГПС рассматриваются как сложные
производственные системы, в состав которых входят производственнотехнологические и электронно-вычислительные элементы ГАП, предметы
труда и обслуживающий персонал, а также система управления.
ЛИТЕРАТУРА
1. Блехерман
М.Х.
Гибкие
производственные
системы.
Организационно-экономические аспекты. – М.: Экономика, 2008. – 222 с.
2. Организация,
планирование
и
управление
промышленным
предприятием/ Под ред. Д.М.Крука. – М.: Экономика, 2002. – 376 с.
3. Роботехника и гибкие автоматизированные производства. Кн.8.
Основы
построения
автоматизированного
проектирования
гибких
производств/ Под ред. И.М.Макарова. – М.: Высшая школа, 2006 – 176 с.
ЗАРЕГИСТРИРУЙТЕСЬ - ЭТО БЕСПЛАТНО

Похожие документы

Роботизированные технологические комплексы (РТК) в гибкой автоматизации производства

... имеющая возможность встраиваться в более сложную ГПС. ...

docx | 223.4 kB | 12 страниц

Методы моделирования производственных систем

... расход i-ro исходного ресурса за единицу времени использования j-гo технологического способа производства. В качестве параметров управления в данной задаче примем время функционирования каждого из технологических способов производства. Положим Xj равным времени, в течение которого предприятие выпуск ...

docx | 144.8 kB | 22 страниц

Автоматизация производства с внедрением гибких производственных систем

... организационных уровнях системы (рис. 1). Основными элементами производственно-технологической части ГПС являются: гибкий производственный модуль (ГПМ), роботизированный технологический комплекс (РТК) и система обеспечения функционирования. ГПМ – это единица технологического оборудования для произво ...

docx | 31.9 kB | 12 страниц