Характеристика автоматического производства, виды автоматических линий. Понятие и виды гибких автоматизированных систем, их характерист

Автоматизация является одним из важнейших факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Непрерывным условием ускорения темпов роста автоматизации является развития технических средств автоматизации. К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему управления и предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления.

Развития технологических средств автоматизации является сложным процессом, в основе которого лежат интересы автоматизируемых производств потребителей, с одной стороны и экономические возможности предприятий – изготовителей с другой. Первичным стимулом развития является повышение эффективности работы производств – потребителей, за счет внедрения новой техники могут быть целесообразными только при условии быстрой окупаемости затрат. Поэтому критерием всех решений по разработкам и внедрению новых средств, должен быть суммарный экономический эффект, с учетом всех затрат на разработку, производство и внедрение. Соответственно к разработке, изготовлению следует принимать, прежде всего, те варианты технических средств, которые обеспечиваю максимум суммарного эффекта.

При строгом выполнении такого принципа разработки и внедрения новых средств, процесс их развития является строго оптимальным и как следствие этого, объективных. Однако достаточно строгое обоснование оптимальности средств на стадии их разработки и внедрения практически невозможно из-за сложности и ограниченной точности оценок суммарного ожидаемого эффекта. Поэтому единственным объективным критерием оптимальности средств может быть только широкий их практической эксплуатации, который позволяет отобразить неудачные решения и развития и развить те принципы, схем и

конструкции, которые в целом соответствуют требованиям максимальной экономичности.

Наличие такого критерия позволяет рассматривать развитие технических средств автоматизации как в целом объективный процесс. Соответственно постоянно обновляющиеся составы технических средств автоматизации и их технические характеристики могут расцениваться как приближающиеся в среднем к оптимальным на данной ступени развития материального производства.

Использование автоматизированных линий и машин, автоматических манипуляторов с программным управлением позволит исключить ручной малоквалифицированный труд, особенно в тяжелых и вредных условиях для человека.

Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из главных особенностей промышленности на данном этапе.

Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности и безвредности работ.

На современном этапе развития народного хозяйства страны одной из основных задач является повышение эффективности общественного производства на основе научно-технического процесса и более полное использования всех резервов. Эта задача неразрывно связана с проблемой оптимизации проектных решений, цель которых заключается в создании необходимых предпосылок для повышения эффективности капиталовложений, сокращения сроков их окупаемости и обеспечения наибольшего прироста продукции на каждый затраченный рубль. Повышение производительности труда, выпуск качественной продукции, улучшение условий труда и отдыха трудящихся обеспечивают системы вентиляции и кондиционирования воздуха, которые создают необходимый микроклимат и качество воздушной среды в помещениях.

Широкое применение кондиционирования воздуха в производственных и жилых зданиях обусловлено следующими объективными причинами. Развитием новых производств электронной, электротехнической, машиностроительной, химической, текстильной, и других отраслей промышленности, остро нуждающихся в поддержании определенных и постоянных параметров состояния воздуха; возрастающими требованиями к условию труда и повышению производительности в горячих и мокрых цехах, угольных шахтах, рудниках и пр. Оснащением предприятий промышленности связи, научно-исследовательских и конструкторских организаций дорогостоящими приборами и счетно-решающими машинами, точная и безотказная работа которых возможна только при определенных температуре и относительной влажности воздуха; увеличивающимся строительством закрытых помещений для длительного пребывания больших количеств людей (театры, кинотеатры, концертные залы, стадионы, рестораны, вокзалы и т.д.).

Вентиляцией называется совокупность мероприятий и устройств, используемых при организации воздухообмена для обеспечения заданного состояния воздушной среды в помещениях и на рабочих местах в соответствии со СНиП (строительными нормами и правилами). Системы вентиляции обеспечивают поддержание допустимых метеорологических параметров в помещениях различного назначения.

Кондиционирование воздуха – это создание и автоматическое поддержание (регулирование) в закрытых помещениях всех или отдельных параметров (температуры, влажности, чистоты, скорости движения) воздуха на определенном уровне с целью обеспечения оптимальных метеорологических условий, наиболее благоприятных для самочувствия людей, ведения технологического процесса и обеспечения сохранности ценностей культуры.

1. Характеристика автоматического производства, виды автоматических линий. Понятие и виды гибких атвоматизированных систем, их характеристика

В конце 60-х годов прогресс вычислительной техники и средств автоматизации технологических процессов достиг такого уровня, что в промышленно развитых странах был поставлен вопрос о крупномасштабной автоматизации на основе ЭВМ. В то время было трудно ответить точно, где проявится наибольший эффект от внедрения новых технических средств – в технологии или в производстве. Поэтому в 70-х гг. отдельно друг от друга стали развиваться главным образом две сферы: автоматизация обработки информации – автоматизированные системы управления (АСУ), системы автоматического управления (САПР); автоматизация технологии производства – технологическое оборудование с числовым программным управлением от ЭВМ (с ЧПУ), автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), промышленные роботы (ПР). Опыт показал, что обработка информации (автоматизированная) в отрыве от автоматизации технологии не приводит к желаемым результатам. Поэтому в80-х гг. был взят курс на интеграцию указанных сфер автоматизации. Наиболее интенсивным направлением такой интеграции является создание автоматизированных производственных систем, получивших название гибких производственных систем (ГПС).

Хронологическое развитие ГПС делится на несколько периодов:

1 период (60-70-е гг.) – разработка и проверка базовых принципов создания технологии будущего;

2 период (80-е гг.) – разработка и создание элементной техники и технологии;

3 период (90-е гг.) – разработка и создание системных комплексов гибкого производства.

Результаты развития ГПС этих периодов следующие:

продуктом первого периода стали такие новинки, как промышленный робот, обрабатывающий центр, микропроцессор, автоматизированное рабочее место проектировщика и др.;

второй период характеризуется первыми попытками реализовать методологию локально-комплексной автоматизации производства. Так возникли робототехнические комплексы (РТК), гибкие модули, линии и участки;

в третьем периоде появились гибкие технологии с высоким уровнем машинного интеллекта техники управления производством.

Концептуальные характеристики ГПС (автоматизация и гибкость) могут быть реализованы только при высоком уровне взаимосвязи и сбалансированности техники, технологии, информационно-программного обеспечения, подготовки соответствующих кадров, организации и управления.

По технологическому признаку ГПС в различного рода дискретных производствах могут быть разделены на 2 группы:

1) ГПС первой группы предназначены для выпуска с высокой производительностью крупных серий узкого спектра изделий, характеризующихся высокой степенью конструктивного и технологического подобия. Такие технологические задачи решают, применяя разновидность ГПС, называемую гибкой поточной линией (ГПЛ). Изделие проходит производственный цикл, который определяется технологическим маршрутом и соответствующим этому маршруту расположением оборудования. Одновременно в производстве в условиях гибкого потока могут находиться изделия только какого-нибудь одного наименования;

2) для ГПС второго поколения характерны нелинейные схемы организации производства, при которых порядок прохождения деталями технологических маршрутов определяется не конфигурацией технологической линии. А зависит от уровня загрузки тех или иных станков системы. Технологические маршруты, таким образом, изменяются в зависимости от состояния всей производственно-технической системы в целом, что позволяет оптимизировать загрузку станков, сократить объем незавершенного производства и время пролеживания деталей. Таким образом, многономенклатурные дискретные гибкие производства, независимо от их природы, характеризуются одновременной работой над несколькими изделиями с выполнением при этом отдельных операций технологического маршрута на характерном для этих операций технологическом оборудовании либо с привлечением специализированного для выполнения этих операций персонала.

При анализе и решении о внедрении ГПС рассматриваются следующие проблемы: анализ состояния, тенденции, цели и критерии создания ГПС, характеристика особенности организации производства в условиях ГПС, проектирование ГПС в целом и по отдельным элементам, взаимосвязь ГПС с системами управления производства и всего предприятия, определение предварительной экономической эффективности до внедрения, внедрения системы, поддержание ее в состоянии эффективного функционирования.

3.2 Производительность и компоновка автоматических линий

Первоначальный мировой опыт разработки и внедрения наглядно показал жизнеспособность ГПС как высокоинтенсивной, трудосберегающей формы производства. Даже далеко не самые совершенные ГПС позволяют увеличить в среднем коэффициент использования оборудования на 30%, уменьшить его простой на 40 %, снизить стоимость единицы продукции на 10%, уменьшить потребность в персонале на 30%, обеспечить поточное изготовление единичных партий изделий, поступающих в случайном порядке при номенклатуре до нескольких десятков единиц. Естественно, что основной упор был сделан и на автоматизацию вспомогательных операций, обеспечение автоматического функционирования оборудования в вечерние и ночные смены, резкое сокращение времени переналадок, переоснащение, смену инструмента, автоматизацию управления материалами и информационными потоками. Применение различного рода ГПС позволило повысить производительность на 200-500 %.

3.3 Гибкие автоматизированные производства и гибкие производственные системы

Гибкое производство - это производство, которое позволяет за короткое время и при минимальных затратах, на том же оборудовании, не прерывая производственного процесса и не останавливая оборудование, по мере необходимости переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры в пределах технических возможностей и технического назначения оборудования.

В настоящее время особенно остро ставится вопрос о дальнейшей интенсификации производства, повышении его эффективности и обеспечении выпуска конкурентоспособной продукции. Достижение этих целей возможно лишь при осуществлении существенного роста производительности технологического оборудования и широкой его автоматизации. Эффективным средством реализации указанного является широкое применение гибких производственных систем (ГПС) и гибких производственных комплексов, управляемых от ЭВМ и работающих по принципу гибко переналаживаемых технологий.

В ГПС можно автоматизировать практически все технологические операции. Традиционный подход к построению ГПС состоит в замене универсального неавтоматизированного оборудования станками с ЧПУ или многооперационными станками со сменными спутниками на объединения групп станков единой ЭВМ.

Основными частями автоматизированных комплексов (ГПС) являются:

- автоматизированные транспортные системы подачи заготовок, удаления готовых деталей, подачи инструмента и его возвращения на склад;

- группы станков с автоматизированной сменой инструмента;

- центральная ЭВМ, управляющая их действиями.

В технически развитых странах накоплен опыт создания ГПС, компоновка которых зависит от многих факторов:

алгоритма работы оборудования и его состава,

степени автоматизации ГПС,

потоков заготовок, инструментов, информации,

организации транспортно-накопительных систем.

В конце 60-х гг. Прогресс вычислительной техники и средств автоматизации технологических процессов достиг такого уровня, что в промышленно развитых странах был поставлен вопрос о крупномасштабной автоматизации на основе ЭВМ. В то время было трудно ответить точно, где проявится наибольший эффект от внедрения новых технических средств - в технологии или производстве. Поэтому в 70-х гг. отдельно друг от друга стали развиваться главным образом 2 сферы:

1. автоматизация обработки информации - автоматизированные системы управления (АСУ), системы автоматического управления (САПР???)

2. автоматизация технологии производства - технологическое оборудование с ЧПУ, автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), промышленные роботы (ПР).