Cheat sheet: Automatizirana proizvodnja. Automatizacija tehnoloških procesa i proizvodnje

1. Razine automatizacije i njihova razlikovna obilježja

Automatizacija proizvodnih procesa može se provoditi na različitim razinama.

Automatizacija ima takozvanu nultu razinu – ako je ljudsko sudjelovanje u proizvodnji isključeno samo pri izvođenju radnih poteza (rotacija vretena, pomicanje alata itd.). Takva automatizacija naziva se mehanizacija. Možemo reći da je mehanizacija automatizacija radnih poteza. Iz toga proizlazi da automatizacija uključuje mehanizaciju.

Automatizacija prve razine ograničena je na izradu uređaja čija je svrha isključiti ljudsko sudjelovanje pri izvođenju mirovanja na jednom komadu opreme. Takva automatizacija naziva se automatizacija radnog ciklusa u serijskoj i masovnoj proizvodnji.

Zagrevanja u praznom hodu u normi komadnog vremena, koja određuje napornost operacije, uzimaju se u obzir u obliku pomoćnog vremena t in i vremena održavanja t itd.:

gdje je t o glavno vrijeme, koje uzima u obzir vrijeme radnih poteza, t o \u003d t p.x; t u pomoćnom vremenu, uključuje povlačenje i opskrbu alata, utovar i kontrolu opreme; tj. vrijeme održavanja utrošeno na promjenu alata, postavljanje opreme, zbrinjavanje otpada i upravljanje; t org vrijeme održavanja opreme; t otd - vrijeme odmora radnika.

Na prvoj razini automatizacije radni strojevi još nisu međusobno povezani automatskom komunikacijom. Stoga se prijevoz i kontrola proizvodnog objekta provode uz sudjelovanje osobe. Na ovoj razini stvaraju se i koriste automatski i poluautomatski strojevi. Na automatskim strojevima radni ciklus se izvodi i ponavlja bez ljudske intervencije. Na poluautomatskim strojevima potrebna je ljudska intervencija kako bi se dovršio i ponovio radni ciklus.

Na primjer, moderna tokarilica s više vretena obavlja tokarenje, bušenje, upuštanje. razvrtanje i urezivanje navoja na šipku. Takav automatski stroj može zamijeniti do 10 univerzalnih strojeva zbog automatizacije i kombinacije mirovanja i rada, visoke koncentracije operacija.

Automatizacija druge razine je automatizacija tehnoloških procesa. Na ovoj razini rješavaju se zadaci automatizacije transporta, upravljanja proizvodnim pogonom, uklanjanja otpada i upravljanja sustavima strojeva. Kao tehnološka oprema kreiraju se i koriste automatske linije, fleksibilni proizvodni sustavi (FPS).

Automatska linija je automatski pogonski sustav strojeva instaliranih u tehnološkom slijedu i ujedinjenih sredstvima transporta, utovara, upravljanja, upravljanja i zbrinjavanja otpada. Primjerice, linija za obradu konusnog zupčanika automobilskog mjenjača otpušta do 20 radnika i isplati se za tri godine odgovarajućim proizvodnim programom.

Automatska linija sastoji se od tehnološke opreme koja se montira za određenu vrstu transporta i s njom je povezana utovarnim uređajima (manipulatori, pladnjevi, dizala). Linija uključuje, osim radnih mjesta, i mirovanja koja su neophodna za pregled i održavanje linije.

Ako linija uključuje položaje u kojima sudjeluje osoba, tada se oko naziva automatiziranim.

Treća razina automatizacije je složena automatizacija koja pokriva sve faze i poveznice proizvodnog procesa, od procesa nabave do ispitivanja i otpreme gotovih proizvoda.

Složena automatizacija zahtijeva ovladavanje svim prethodnim razinama automatizacije. Povezan je s visokom tehničkom opremljenošću proizvodnje i visokim kapitalnim troškovima. Takva je automatizacija učinkovita s dovoljno velikim programima za proizvodnju proizvoda stabilnog dizajna i uskog raspona (proizvodnja ležajeva, pojedinačnih strojnih sklopova, elemenata električne opreme itd.).

Istodobno, složena automatizacija omogućuje osiguravanje razvoja proizvodnje u cjelini, budući da ima najveću učinkovitost kapitalnih izdataka. Da biste pokazali mogućnosti takve automatizacije, uzmite primjer 13m: čarobnu tvornicu za proizvodnju automobilskih okvira u Sjedinjenim Državama. Uz puštanje do 10.000 okvira dnevno, tvornica ima osoblje od 160 ljudi, koje se uglavnom sastoji od inženjera i montažera. Na poslu bez uporabe složene automatizacije bilo bi potrebno najmanje 12.000 ljudi za izvođenje istog proizvodnog programa.

Na trećoj razini automatizacije rješavaju se zadaci automatizacije skladištenja i međuradničkog transporta proizvoda s automatskim adresiranjem, obradom otpada i upravljanjem proizvodnjom na temelju raširene uporabe računala. Na ovoj razini ljudska intervencija se svodi na održavanje opreme i održavanje u radnom stanju.

2. Razvoj automatizacije u smjeru tehnološke fleksibilnosti i široke uporabe računala

Fleksibilni proizvodni sustavi su skup tehnološke opreme i sustava za osiguranje njenog rada u automatskom načinu rada u proizvodnji proizvoda koji se mijenjaju u nomenklaturi. Razvoj GPS-a ide prema bespilotnoj tehnologiji, koja osigurava rad opreme za određeno vrijeme bez sudjelovanja operatera.

Za svaki proizvod, uz zadane zahtjeve za količinu i kvalitetu proizvoda, mogu se razviti različite varijante FMS-a, koje se razlikuju po metodama i putovima obrade, kontrole i montaže, stupnju diferencijacije i koncentracije tehnoloških procesnih operacija, vrstama transportno-utovarni sustavi, broj servisnih vozila (OTS), priroda međuagregatnih i međusječnih veza, konstruktivna rješenja glavnih i pomoćnih mehanizama i uređaja, principi izgradnje upravljačkog sustava.

Tehničku razinu i učinkovitost HPS-a određuju takvi pokazatelji kao što su kvaliteta proizvoda, performanse HPS-a i njegova pouzdanost, struktura protoka komponenti koje ulaze u njegov ulaz. Imajući u vidu ove kriterije, problemi kao što su izbor vrste i količine procesne opreme, međuoperativno skladištenje, njihov kapacitet i mjesto, broj uslužnih operatera, struktura i parametri sustava transporta i skladištenja itd. ., treba riješiti.

Fleksibilni proizvodni sustavi mogu se graditi od izmjenjivih, komplementarnih ili mješovitih ćelija.

Na slici je prikazan dijagram fleksibilnog sustava dva izmjenjiva obradna centra (MC) istog tipa. Obradne centre opslužuju dva transportna kolica (robocar) koja podržavaju kretanje materijalnih tokova (dijelova, izradaka, alata). Automatizirano upravljanje je uobičajeno. Ako su ručni postupci dopušteni, operateru se mora dati određena diskrecija. Upravljanje zajedničkim radom OC-a i transportnog sustava provodi se iz središnjeg računala.

U općem slučaju, upravljanje robocarima se provodi iz središnjeg računala preko međuuređaja ili iz lokalnog upravljačkog sustava (LCS). Prijenos naredbi na robotske automobile može se obavljati samo na stajalištima koja dijele prometne pravce na zone. Računalo dopušta da samo jedan robocar ostane u određenoj zoni. Maksimalna brzina kretanja može doseći 1 m/s.

Gornji dio robocara može se hidraulički podizati i spuštati za obavljanje operacija pretovara, istovara i utovara. U slučaju kvara ili odspajanja kontrole s računala, robocar može kontrolirati LSU.

Postoje razne varijante robocara koji se koriste kao vozila u Državnoj graničnoj službi. Najčešća opcija je kada se robocar kreće duž pruge (rute, staze) ili druge strukture položene u pod ili na njegovu površinu. Jedna od mogućnosti trasiranja je da se na podnu površinu nanosi traka u obliku trake (fluorescentna, reflektirajuća, bijela s crnim rubovima), a praćenje se provodi optoelektroničkim metodama. Nedostatak je potreba za praćenjem čistoće trake. Stoga je češći trag robocara s induktivnim vodičem položenim u utor na maloj dubini (oko 20 mm). Poznata su i druga zanimljiva rješenja - korištenje, primjerice, televizijske navigacijske opreme za slobodno kretanje u prostoru pod kontrolom računala.

Izvor opskrbe robocara materijalnim tokovima je automatizirano skladište sa slagačima koji omogućuju adresiran pristup bilo kojoj skladišnoj ćeliji. Samo skladište je prilično složen objekt upravljanja.

Kao njegov upravljački sustav koriste se programabilni kontroleri, računalo ili specijalizirani uređaj.

Najčešći roboti s induktivnim praćenjem rute imaju sljedeće karakteristike: nosivost - 500 kg; brzina putovanja - 70 m/min; ubrzanje tijekom ubrzanja i usporavanja, respektivno - 0,5 i 0,7 m / s 2; ubrzanje tijekom kočenja u nuždi 2,5 m / s 2; vrijednost podizanja palete - 130 mm; Točnost zaustavljanja robocara - 30 mm; vrijeme ciklusa preopterećenja - 3 s; radijus okretanja pri maksimalnoj brzini - 0,9 m; vrijeme rada bez punjenja baterija - 6 sati; napon baterije - 24V; snaga svakog od dva pogonska motora je 600 W; vlastita težina robocara - 425 kg.

Važna prednost robocara kao vozila je nepostojanje bilo kakvih ozbiljnih ograničenja u rasporedu opreme, što se može izvesti iz razloga maksimalne učinkovitosti prema bilo kojem kriteriju. Ruta robocara često se pokaže prilično kompliciranom, s paralelnim granama i petljama.

1. Značajke projektiranja tehnoloških procesa u uvjetima automatizirane proizvodnje

Osnovu automatizacije proizvodnje čine tehnološki procesi (TP) koji moraju osigurati visoku produktivnost, pouzdanost, kvalitetu i učinkovitost proizvodnje proizvoda.

Karakteristična značajka TP obrade i montaže je striktna orijentacija dijelova i alata jedan prema drugom u tijeku rada (prva klasa procesa). Toplinska obrada, sušenje, bojanje itd., za razliku od obrade i montaže, ne zahtijevaju strogu orijentaciju dijela (druga klasa procesa).

TP se po kontinuitetu dijele na diskretne i kontinuirane.

Razvoj TP AP u usporedbi s tehnologijom neautomatizirane proizvodnje ima svoje specifičnosti:

1. Automatizirani TP uključuje ne samo heterogene operacije obrade, već i obradu tlakom, toplinsku obradu, montažu, pregled, pakiranje, kao i transport, skladištenje i druge operacije.

2. Zahtjevi za fleksibilnošću i automatizacijom proizvodnih procesa nalažu potrebu sveobuhvatnog i detaljnog proučavanja tehnologije, temeljite analize proizvodnih pogona, proučavanja trase i operativne tehnologije, osiguravajući pouzdanost i fleksibilnost procesa proizvodnje proizvoda s dati kvalitet.

3. Uz široku paletu proizvoda, tehnološka rješenja su multivarijantna.

4. Povećava se stupanj integracije poslova koje obavljaju različiti tehnološki odjeli.

Osnovni principi konstrukcije tehnologije obrade u APS-u

1.Načelo potpunosti . Treba nastojati obavljati sve poslove unutar istog APS-a bez prijelaza poluproizvoda u druge jedinice ili pomoćne urede.

2.Načelo tehnologije niskog rada. Formiranje TP uz maksimalno moguću konsolidaciju poslovanja, s minimalnim brojem operacija i instalacija u pogonima.

3.Princip tehnologije "malih ljudi". Osiguravanje automatskog rada APS-a u cijelom proizvodnom ciklusu.

4.Princip "no-debug" tehnologije . Izrada tehničkih rješenja koja ne zahtijevaju otklanjanje pogrešaka na radnim pozicijama.

5.Princip aktivno kontrolirane tehnologije. Organizacija upravljanja TP-om i korekcija projektnih odluka na temelju radnih informacija o napretku TP-a. Mogu se korigirati i tehnološki parametri formirani u fazi kontrole i početni parametri tehnološke pripreme proizvodnje (TPP).

6.Načelo optimalnosti . Donošenje odluke u svakoj fazi upravljanja TPP-om i TP-om na temelju jednog kriterija optimalnosti.

Osim onih koji se razmatraju za APS tehnologiju, karakteristični su i drugi principi: računalna tehnologija, informacijska sigurnost, integracija, bezpapirna dokumentacija, grupna tehnologija.

2. Tipični i grupni TP

Tipizacija tehnoloških procesa za skupine dijelova sličnih po konfiguraciji i tehnološkim značajkama predviđa njihovu izradu prema istom tehnološkom postupku, temeljenom na primjeni najnaprednijih metoda obrade i osiguravajući postizanje najveće produktivnosti, ekonomičnosti i kvalitete. Tipizacija se temelji na pravilima obrade pojedinih elementarnih površina i pravilima za dodjelu redoslijeda u kojem se te površine obrađuju. Tipični TC se uglavnom koriste u velikoj i masovnoj proizvodnji.

Princip grupne tehnologije temelji se na tehnologiji rekonfigurabilne proizvodnje - male i srednje proizvodnje. Za razliku od tipizacije TP s grupnom tehnologijom, zajednička je značajka zajedništvo obrađenih površina i njihovih kombinacija. Stoga su metode grupne obrade tipične za obradu dijelova sa širokim rasponom.

I TP tipizacija i metoda grupne tehnologije glavni su smjerovi objedinjavanja tehnoloških rješenja koja povećavaju učinkovitost proizvodnje.

Klasifikacija dijelova

Razvrstavanje se provodi kako bi se odredile skupine tehnološki homogenih dijelova za njihovu zajedničku obradu u grupnom proizvodnom okruženju. Provodi se u dvije faze: primarna klasifikacija, tj. kodiranje detalja proučavane proizvodnje prema dizajnu i tehnološkim značajkama; sekundarna klasifikacija, tj. grupiranje dijelova s ​​istim ili neznatno različitim klasifikacijskim obilježjima.

Pri razvrstavanju dijelova moraju se uzeti u obzir sljedeća obilježja: konstrukcijska - ukupne dimenzije, težina, materijal, vrsta obrade i izradak; broj operacija obrade; točnost i drugi pokazatelji.

Grupiranje dijelova izvodi se sljedećim redoslijedom: odabir skupa dijelova na razini klase, na primjer, tijela okretanja za proizvodnju strojne obrade; odabir skupa dijelova na razini potklase, na primjer, dijelovi tipa osovine; razvrstavanje dijelova kombinacijom površina, na primjer, osovine s kombinacijom glatkih cilindričnih površina; grupiranje po ukupnim dimenzijama s odabirom područja s maksimalnom gustoćom raspodjele veličina; određivanje prema dijagramu područja s najvećim brojem naziva dijelova.

Proizvodnost dizajna proizvoda za uvjete nezgode

Dizajn proizvoda smatra se produktivnim ako njegova proizvodnja i rad zahtijevaju minimalni utrošak materijala, vremena i novca. Procjena obradivosti provodi se prema kvalitativnim i kvantitativnim kriterijima odvojeno za praznine, obrađene dijelove, montažne jedinice.

Dijelovi koji se obrađuju u AM moraju biti tehnološki napredni, odnosno jednostavni po obliku, dimenzijama, sastoje se od standardnih površina i imaju maksimalnu iskorištenost materijala.

Dijelovi koji se sastavljaju trebaju imati što više standardnih spojnih površina, najjednostavnijih elemenata orijentacije montažnih jedinica i dijelova.

3. Značajke projektiranja tehnoloških procesa za izradu dijelova na automatskim linijama i CNC strojevima

Automatska linija je kontinuirano djelujući kompleks međusobno povezane opreme i upravljačkih sustava, gdje je potrebna puna sinkronizacija operacija i prijelaza. Najučinkovitije metode sinkronizacije su koncentracija i diferencijacija TP.

Diferencijacija tehnološkog procesa, pojednostavljenje i sinkronizacija prijelaza nužni su uvjeti za pouzdanost i produktivnost. Pretjerana diferencijacija dovodi do kompliciranja servisne opreme, povećanja površina i obujma usluge. Prikladna koncentracija operacija i prijelaza, bez praktičkog smanjenja produktivnosti, može se provesti agregacijom, korištenjem prilagodbi s više alata.

Za sinkronizaciju rada u automatskoj liniji (AL) određuju se alat za ograničavanje, stroj za ograničavanje i granični dio, prema kojem se stvarni AL izlazni ciklus (min) postavlja prema formuli

gdje Ž - stvarni fond opreme, h; N- program izdavanja, kom.

Kako bi se osigurala visoka pouzdanost, AL je podijeljen na sekcije koje su međusobno povezane putem uređaja za pohranu koji osiguravaju takozvanu fleksibilnu vezu između sekcija, osiguravajući neovisan rad susjednih sekcija u slučaju kvara na jednom od njih. Unutar mjesta se održava čvrsta veza. Za tvrdo spojenu opremu važno je planirati vrijeme i trajanje planiranih isključenja.

CNC strojevi pružaju visoku preciznost i kvalitetu proizvoda te se mogu koristiti u obradi složenih dijelova s ​​preciznim stepenastim ili zakrivljenim konturama. Time se smanjuju troškovi obrade, kvalifikacije i broj osoblja. Značajke obrade dijelova na CNC strojevima određene su karakteristikama samih strojeva i prije svega njihovih CNC sustava, koji osiguravaju:

1) skraćivanje vremena prilagodbe i prenamjene opreme; 2) povećanje složenosti ciklusa obrade; 3) mogućnost implementacije ciklusa sa složenom krivuljastom putanjom; 4) mogućnost objedinjavanja upravljačkih sustava (CS) alatnih strojeva sa CS druge opreme; 5) mogućnost korištenja računala za upravljanje CNC strojevima koji su dio APS-a.

Osnovni zahtjevi za tehnologiju i organizaciju strojne obrade u rekonfigurabilnim APS-ima na primjeru izrade osnovnih standardnih dijelova

Razvoj tehnologije u APS-u karakterizira integrirani pristup - detaljna studija ne samo glavnih, već i pomoćnih operacija i prijelaza, uključujući transport proizvoda, njihovu kontrolu, skladištenje, ispitivanje i pakiranje.

Za stabilizaciju i poboljšanje pouzdanosti obrade koriste se dvije glavne metode za izgradnju TP:

1) korištenje opreme koja osigurava pouzdanu obradu bez gotovo nikakve intervencije operatera;

2) regulacija parametara TP na temelju kontrole proizvoda tijekom samog procesa.

Kako bi povećao fleksibilnost i učinkovitost, APS koristi princip grupne tehnologije.

4. Značajke razvoja tehnološkog procesa za automatiziranu i robotiziranu montažu

Automatizirana montaža proizvoda vrši se na montažnim strojevima i AL. Važan uvjet za razvoj racionalnog TP-a za automatiziranu montažu je objedinjavanje i normalizacija veza, tj. njihovo dovođenje na određeni raspon tipova i točnosti.

Glavna razlika između robotske proizvodnje je zamjena montažera robotima za montažu i izvršenje upravljanja kontrolnim robotima ili uređajima za automatsko upravljanje.

Robotski sklop treba izvoditi po principu potpune zamjenjivosti ili (rjeđe) po principu grupne zamjenjivosti. Mogućnost ugradnje, podešavanja je isključena.

Izvođenje montažnih operacija treba se odvijati od jednostavnih do složenih. Ovisno o složenosti i dimenzijama proizvoda, odabire se oblik organizacije montaže: stacionarni ili transporter. Sastav RTK-a je montažna oprema i pribor, transportni sustav, operativni montažni roboti, upravljački roboti i upravljački sustav.

Svi su razlozi vjerovati da će sljedeće desetljeće biti prekretnica u razvoju novih pristupa proizvodnji, granica između razdoblja neautomatizirane i automatizirane proizvodnje.

Sasvim je očito da su upravo sada za to sazreli znanstveni i tehnički preduvjeti povezani s pojavom i razvojem najnovijih alata za automatizaciju. Tu se prije svega ubrajaju automatski sustavi upravljanja na bazi industrijskih regulatora i, naravno, industrijski roboti koji su podigli proizvodnju na kvalitativno višu razinu.

Čini se da je bezuvjetna progresivnost, u kombinaciji s povećanom pozornošću, industrijskim robotima trebala osigurati trijumfalan pohod, omogućujući im da daju značajan doprinos intenziviranju proizvodnih procesa, smanjujući udio ručnog rada. Međutim, to se još uvijek ne događa u pravoj mjeri. Barem što se situacije u našoj zemlji tiče.

Očito, glavni problem sporog razvoja automatizacije, a posebno robotske proizvodnje, leži u prividnom neskladu između troškova radne snage i resursa, s jedne strane, i stvarnog povrata, s druge strane. I to nije uzrokovano iznenada otkrivenim nedostacima industrijskih robota, već pogrešnim proračunima napravljenim u pripremi takve proizvodnje. Proizvodnja, sa svojim strogim zakonima, neizbježno odbacuje skupe, male brzine i nepouzdane dizajne.

Rusija može i mora povratiti svoj status svjetske industrijske sile. Za to je potrebno imati niz ključnih prednosti - perspektivna područja i tehnologije, razvijenu industriju alatnih strojeva, i što je najvažnije - ljudske resurse koji su u stanju ostvariti svoje planove. Specifičnost stvaranja svakog novog proizvoda, bilo da se radi o najnovijim modelima oružja, morskih i zrakoplovnih ili drugih visokotehnoloških proizvoda, je da se projektira samo ono što se u principu može proizvesti. Nema smisla govoriti o stvaranju, primjerice, lovca nove generacije bez opreme odgovarajuće razine. Dakle, najnovija oprema je temelj za stvaranje najnovijih tehnologija. Odbacivanje sustavne industrijske regulacije, izravno "kultiviranje" inovativnih projekata dovodi do odbacivanja moderne industrijske proizvodnje: brodogradnje i zrakoplova, svemirskog sektora, brzog željezničkog prometa i suvremenih sustava naoružanja.

Budući da su automatizacija i robotska proizvodnja inherentno usko povezani s razvojem novih vrsta proizvoda, oni su u stanju odrediti razinu konkurentnosti zemlje. Stoga je potrebno proučiti i istražiti proizvodne cikluse poduzeća u različitim djelatnostima s velikom, serijskom i malom proizvodnjom kako bi se utvrdila područja racionalne uporabe robota i utvrdili funkcionalni i tehnički zahtjevi za njih.

U svijetu postoji dinamičan razvoj robotike. Svi novi visoko učinkoviti dizajni robota i industrijski kontroleri za masovnu upotrebu su stvoreni i stvaraju se. Njihov broj brzo raste, jer su smanjenje udjela ručnog rada, povećanje produktivnosti i povećanje stope proizvodnje hitan zadatak učinkovite industrijske proizvodnje u razvijenim postindustrijskim zemljama. Istodobno, u mnogim slučajevima upravo je pojava tehnologije ta koja potiče razvoj novih vrsta proizvoda. Tehnologija dovedena do savršenstva određuje cijenu proizvodnje, a u konačnici i učinkovitost i konkurentnost gospodarstva zemlje u cjelini. Tako će formiranje ovog smjera dati poticaj industriji u procvatu i postaviti temelje za njezin dinamičan razvoj.

Razvoj industrijske proizvodnje određen je rastom produktivnosti rada. Produktivnost tehnološke operacije u bilo kojoj industriji ovisi o vremenu utrošenom na izvođenje glavnih funkcionalnih radnji (glavno vrijeme), pomoćnih radnji (pomoćno vrijeme) i vremenskim gubicima zbog nedovoljne organizacije rada (organizacijski gubici) i dugotrajnoj izvedbi. nekih dodatnih radnji (vlastiti gubici). Smanjenje glavnog vremena može se postići poboljšanjem tehnologije obrade, kao i promjenama dizajna opreme. Minimiziranje organizacijskih gubitaka vremena podrazumijeva temeljito proučavanje uvjeta organiziranja proizvodnje, isporuke materijala i komponenti, uspostavljene kooperacijske veze i još mnogo toga, dok je smanjenje pomoćnog vremena i vlastitih gubitaka povezano s mehanizacijom i automatizacijom proizvodnje. Automatizacija proizvodnje moguća je samo na temelju najnovijih dostignuća znanosti i tehnologije, primjene napredne tehnologije i korištenja naprednog proizvodnog iskustva. Pa, fleksibilna automatizacija, zauzvrat, omogućuje brzu rekonfiguraciju proizvodnje za obavljanje tehnoloških funkcija s određenim kapacitetom obrade na temelju maksimalnog korištenja računalne tehnologije i elektronike.

S obzirom na činjenicu da se računalne tehnologije razvijaju velikom brzinom i da ništa ne sprječava njihovu primjenu u sprezi s tehnološkom opremom, možemo zaključiti da će u bliskoj budućnosti ljudsko sudjelovanje u proizvodnim procesima biti svedeno na minimum. Poduzeća bliske budućnosti su potpuno automatizirane radionice s fleksibilnom organizacijom proizvodnje, koje opslužuju grupe robota s jednim kontrolnim centrom.

NOVI IZAZOVI - NOVA RJEŠENJA

Automatizacija proizvodnje dovodi do značajnog povećanja njezine učinkovitosti. To je posljedica, s jedne strane, poboljšanja organizacije proizvodnje, ubrzanja obrta sredstava i boljeg korištenja dugotrajne imovine, s druge strane smanjenja troškova obrade, plaća i energije. troškovi. Treći važan čimbenik je povećanje razine kulture proizvodnje, kvalitete proizvoda itd.

CNC strojevi postali su simbol pokreta prema inovativnoj organizaciji proizvodnje. No, unatoč opsegu i sveobuhvatnosti njihove primjene, oni danas nisu najznačajnije dostignuće u području automatizacije. Iza kulisa su programabilni kontroleri, mikroprocesori, procesna računala i logički upravljački sustavi, koji su još uspješniji i sve više korišteni u ovom području. Pritom se svi navedeni uređaji mogu smatrati članovima iste obitelji opreme za fleksibilnu automatizaciju, koja iz temelja mijenja postojeći sustav industrijske proizvodnje.

Već je dokazano da uporaba industrijskih robota ne samo da povećava razinu automatizacije linijske proizvodnje, već i omogućuje učinkovitije korištenje tehnološke opreme i na temelju toga značajno povećava produktivnost rada. Korištenjem robota rješava se i problem osiguravanja osoblja za teške i opasne operacije.

U području stvaranja i primjene industrijskih robota, naša zemlja je još uvijek u ranoj fazi, stoga moramo provesti veliki broj istraživanja i razvoja, razviti vlastitu bazu standardnih rješenja. Uz razvoj univerzalnih robota, potrebno je organizirati proizvodnju standardnih modela namjenske opreme (pneumatske hvataljke, stacionarni uređaji i slični uređaji), čime će se dodatno proširiti mogućnosti automatizacije. Osim toga, trebalo bi razviti pojednostavljene modele robota i mehaničkih hvataljki za obavljanje jednostavnih operacija.

Jednostavna automatizacija radnih mjesta već je prestala odgovarati voditeljima proizvodnje. Zašto? Uostalom, oslobođeno vrijeme najvažniji je čimbenik koji utječe na učinkovitost industrijskog poduzeća. Međutim, ekonomski učinak lokalne automatizacije "po komadima" je minimalan, budući da proces projektiranja ostaje klasično konzistentan: projektanti kreiraju dokumentaciju, prenose je tehnolozima, vraćaju je na ispravak, vraćaju ispravljenu dokumentaciju tehnolozima, oni pripremaju tehnološku dokumentaciju, koordinirati s dobavljačima i ekonomistima i tako dalje. Kao rezultat toga, niti potpuni ekonomski povrat, niti stvarno značajno smanjenje vremena pripreme za proizvodnju, automatizacija ne donosi, iako se u svakom slučaju postiže pozitivan učinak.

Ne treba zaboraviti da je razvoj i priprema za proizvodnju složenih, visokotehnoloških proizvoda kolektivan i međusobno povezan proces, koji uključuje desetke i stotine stručnjaka poduzeća ili čak grupe poduzeća. Tijekom razvoja proizvoda javlja se niz poteškoća koje utječu na ukupni uspjeh. Prije svega, to je nemogućnost sagledavanja ključnih resursa uključenih u razvojni proces u njihovom stvarnom stanju u određenom trenutku. To je također organizacija zajedničkog rada tima stručnjaka uz sudjelovanje tvrtki koje isporučuju bilo koje komponente za proizvod koji se razvija. Postoji samo jedan način da se značajno smanji vrijeme pripreme za takvu proizvodnju – kroz paralelno izvođenje radova i blisku interakciju svih sudionika u procesu. Sličan problem može se riješiti stvaranjem jedinstvenog informacijskog prostora poduzeća, svojevrsnog niza digitalnih podataka o proizvodima.

GDJE POČETI AUTOMATIZACIJU

Ispod je kratak algoritam koji vam omogućuje da shvatite što trebate saznati kako biste započeli implementaciju projekta automatizacije tvornice.

1. Prvo morate procijeniti objekt automatizacije - što treba zamijeniti, koju opremu treba kupiti i što može povećati produktivnost poduzeća.

2. Na temelju izrađenog projektnog zadatka potrebno je odabrati najoptimalnije elemente za rješavanje zadataka. To mogu biti posebni senzori i alati za praćenje, na primjer, rada opreme, kao i razni kompleti za daljnje prikupljanje i obradu svih primljenih informacija, posebni uređaji za pružanje sučelja - upravljačka ploča za normalnu aktivnost dispečera proizvodnje , itd.

3. Izraditi projektnu dokumentaciju - shemu automatizacije, po mogućnosti u obliku ciklograma, dijagrama električnog kruga, opisa kontrole upravljanja sustavima.

4. Sljedeći korak je razvoj programa koji će pomoći implementaciji algoritama upravljanja za svaki pojedini dio opreme (niži kontrolni stupanj). Nakon toga se sastavlja opći algoritam za prikupljanje i obradu primljenih podataka (gornja faza upravljanja proizvodnjom).

5. Kada je sve navedeno učinjeno, preporučljivo je pristupiti osiguravanju zaliha potrebne opreme. Štoviše, njegovo puštanje u rad treba se provesti prema unaprijed određenim i strogo definiranim prioritetima.

6. Potrebno je automatizirati sve faze proizvodnog procesa programskim kombiniranjem upravljačkih sustava za svaku pojedinu razinu, osiguravajući im mogućnost fleksibilnih transformacija.

TIPIČNI PROBLEMI I PREPORUKE ZA NJIHOVO PREVLAĐENJE

Tvrtka Solver već 20 godina automatizira proizvodnju strojeva. Iskustvo pokazuje da su objektivni čimbenici koji ometaju uspješnu provedbu projekata automatizacije:

Nespremnost poduzetničkog tima da prihvati automatizaciju kao nužan i dovoljan alat za proizvodni ciklus u ovoj fazi razvoja poduzeća;

Nedostatak dovoljnog broja kompetentnih stručnjaka u području automatizacije;

Poduzeće često nema jasno razumijevanje krajnjih ciljeva aktivnosti automatizacije.

Tvrtka Solver formulirala je nekoliko osnovnih principa koji omogućuju racionalan pogled na probleme robotike, te postulata kojih se treba pridržavati u radu kroz faze automatizacije proizvodnje.

1. Robotski alati ne bi trebali samo zamijeniti osobu ili oponašati njezine radnje, već i brže i bolje obavljati te proizvodne funkcije. Tek tada će biti istinski učinkoviti. Time se postiže princip konačnog rezultata.

2. Složenost pristupa. Sve najvažnije komponente proizvodnog procesa – tehnologije, proizvodni pogoni, pomoćna oprema, sustavi upravljanja i održavanja – moraju se razmotriti i u konačnici riješiti na novoj, višoj razini. Jedna komponenta proizvodnog procesa koja nije razrađena na odgovarajućoj razini može učiniti cijeli kompleks mjera automatizacije neučinkovitim. I industrijski roboti i automatizirani upravljački sustavi moraju se implementirati uzimajući u obzir napredak tehnologije i dizajna te se, kao cjelina, prilagoditi zahtjevima proizvodnje – samo će tada biti učinkoviti.

3. A najvažnije je načelo nužnosti. Alati za robotizaciju, uključujući one najperspektivnije i najprogresivnije, trebaju se koristiti ne tamo gdje se mogu prilagoditi, već tamo gdje se ne mogu bez njih.

Želio bih završiti članak sljedećim zaključkom. Nitko nije u stanju detaljno i točno opisati superindustrijsko društvo koje danas nastaje. Ali već sada moramo shvatiti da će se društvo u dogledno vrijeme kretati od masovnog tvorničkog sustava na jedinstvenu komadnu proizvodnju, intelektualni rad, koji će se temeljiti na informacijama, super tehnologijama, kao i na visokom stupnju automatizacije proizvodnje. Drugi način nije predviđen.

Vrste sustava automatizacije uključuju:

• nepromjenjivi sustavi. To su sustavi u kojima je slijed radnji određen konfiguracijom opreme ili procesnim uvjetima i ne može se mijenjati tijekom procesa.
• programabilni sustavi. To su sustavi u kojima slijed radnji može varirati ovisno o zadanom programu i konfiguraciji procesa. Odabir potrebnog slijeda radnji provodi se zahvaljujući skupu uputa koje sustav može čitati i tumačiti.
• fleksibilni (samopodešavajući) sustavi. To su sustavi koji su u stanju odabrati potrebne radnje u procesu rada. Promjena konfiguracije procesa (slijeda i uvjeta za izvođenje operacija) provodi se na temelju informacija o tijeku procesa.

Ove vrste sustava mogu se koristiti na svim razinama automatizacije procesa pojedinačno ili kao dio kombiniranog sustava.

U svakom sektoru gospodarstva postoje poduzeća i organizacije koje proizvode proizvode ili pružaju usluge. Sva ova poduzeća mogu se podijeliti u tri skupine, ovisno o njihovoj „udaljenosti“ u lancu prerade prirodnih resursa.

Prva skupina poduzeća su poduzeća koja se bave vađenjem ili proizvodnjom prirodnih resursa. Takva poduzeća uključuju, na primjer, poljoprivredne proizvođače, naftne i plinske tvrtke.

Druga grupa poduzeća su poduzeća koja prerađuju prirodne sirovine. Proizvode proizvode od sirovina koje iskopavaju ili proizvode poduzeća prve skupine. Takva poduzeća uključuju, na primjer, poduzeća u automobilskoj industriji, poduzeća čelika, poduzeća u elektroničkoj industriji, elektrane i slično.

Treća skupina su poduzeća uslužnog sektora. Takve organizacije uključuju, na primjer, banke, obrazovne ustanove, medicinske ustanove, restorane itd.

Za sva poduzeća moguće je izdvojiti opće skupine procesa povezanih s proizvodnjom proizvoda ili pružanjem usluga.

Ovi procesi uključuju:

• Poslovni procesi;
• procesi dizajna i razvoja;
• proizvodni procesi;
• procesi kontrole i analize.

• Poslovni procesi su procesi koji osiguravaju interakciju unutar organizacije i s vanjskim dionicima (kupci, dobavljači, regulatorna tijela itd.). Ova kategorija procesa uključuje procese marketinga i prodaje, interakciju s potrošačima, procese financijskog, kadrovskog, materijalnog planiranja i računovodstva itd.
• Projektiranje i razvojni procesi Svi procesi uključeni u razvoj proizvoda ili usluge. Ovi procesi uključuju procese planiranja razvoja, prikupljanja i pripreme početnih podataka, provedbe projekta, kontrole i analize rezultata projektiranja itd.
• Proizvodni procesi su procesi potrebni za proizvodnju proizvoda ili pružanje usluge. U ovu skupinu spadaju svi proizvodni i tehnološki procesi. Oni također uključuju planiranje zahtjeva i procese planiranja kapaciteta, logističke procese i uslužne procese.
• Procesi kontrole i analize- ova skupina procesa povezana je sa prikupljanjem i obradom informacija o izvršavanju procesa. Takvi procesi uključuju procese kontrole kvalitete, operativno upravljanje, procese kontrole zaliha itd.

Većina procesa koji pripadaju ovim skupinama može se automatizirati. Do danas postoje klase sustava koji omogućuju automatizaciju ovih procesa.

Opis poslova za podsustav "Skladišta"	Opis poslova za podsustav "Upravljanje dokumentima"	Opis poslova za podsustav "Kupnje"

Strategija automatizacije procesa

Automatizacija procesa je složen i dugotrajan zadatak. Za uspješno rješavanje ovog problema potrebno je pridržavati se određene strategije automatizacije. Omogućuje vam da poboljšate procese i dobijete niz značajnih prednosti od automatizacije.

Ukratko, strategija se može formulirati na sljedeći način:

• razumijevanje procesa. Kako bi se proces automatizirao, potrebno je razumjeti postojeći proces u svim njegovim detaljima. Proces se mora u potpunosti analizirati. Moraju se odrediti ulazi i izlazi procesa, slijed radnji, odnos s drugim procesima, sastav procesnih resursa itd.
• pojednostavljenje procesa. Nakon što je analiza procesa provedena, potrebno je pojednostaviti proces. Treba smanjiti dodatne operacije koje ne donose vrijednost. Pojedinačne operacije mogu se kombinirati ili izvoditi paralelno. Za poboljšanje procesa mogu se predložiti i druge tehnologije za njegovo izvođenje.
• automatizacija procesa. Automatizacija procesa može se izvesti tek nakon što je proces maksimalno pojednostavljen. Što je tijek procesa jednostavniji, to ga je lakše automatizirati i učinkovitiji će biti automatizirani proces.

Trenutno je vrlo teško zamisliti industrijsko poduzeće bez automatiziranih upravljačkih sustava. Automatizacija povećava produktivnost poduzeća, minimizira ljudski faktor i poboljšava kvalitetu proizvoda.

Dugo je vremena proizvodnja ostala djelomično automatizirana. Suvremene tehnologije omogućuju prijelaz na potpuno automatizirane sheme, gdje se uloga osobe svodi na obavljanje funkcija operatera.

Automatizacija procesa može biti:

• djelomični. U proizvodnji se pojedini uređaji i strojevi automatiziraju. Uglavnom se koristi u poduzećima prehrambene industrije kada osoba ne može obaviti neki posao zbog njegove složenosti ili brzine. Takva se automatizacija koristi u lakoj i kemijskoj industriji.
• Kompleks. Upečatljiv primjer takve automatizacije može se nazvati elektranom. Funkcionira kao jedan kompleks, osoba obavlja samo funkcije operatera.
• Pun. Sve funkcije upravljanja i nadzora obavlja stroj. Suvremene tehnologije su se približile potpunoj automatizaciji, ali, nažalost, još uvijek ne mogu bez ljudskog faktora. Najviša razina automatizacije koristi se u području nuklearne energije.

Glavni elementi industrijske automatizacije uključuju:

• CNC strojevi (pojavili su se 1955.).
• Industrijski roboti (prvi modeli pojavili su se 1962.).
• Robotski tehnološki kompleksi.
• Automatizirani skladišni sustavi.
• Računalni sustavi za projektiranje.

Prednosti automatizacije:

• Većina upravljačkih odluka donosi se automatski i na vrijeme. Također, uz pomoć strojeva možete ući u operativno računovodstvo.
• Automatizacija vam omogućuje da što učinkovitije raspodijelite radne resurse.
• Proizvodni ciklusi nikada ne propadaju.
• Sve odluke automatskih sustava pohranjene su u bazi podataka, što olakšava analizu aktivnosti poduzeća.
• Automatizacija proizvodnje značajno smanjuje promet dokumenata u poduzeću.
• Proizvodnja radi stabilno, bez vidljivih odstupanja.

Moderna optimizacija proizvodnje zahtijeva sudjelovanje profesionalnih tvrtki. Jedan od najboljih može se nazvati Industrial Automation LLC, koji provodi automatizaciju poduzeća na svim razinama. Ova tvrtka uvodi visokotehnološke sustave u proizvodna poduzeća.

Dakle, kvalitativne promjene u tehnologiji sustava upravljanja i automatizacije proizvodnje daju poticaj gospodarskom razvoju smanjenjem troškova energije i materijala. Nordengineering ima individualan pristup svakom poslu. Tvrtka jamči kvalitetu svog rada, te gospodarski rast klijenta. Automatizacija se provodi na svim razinama, od kompresora do kompleksa gotovih proizvoda.