Cheat sheet: Automatizuota gamyba. Technologinių procesų ir gamybos automatizavimas

1. Automatizavimo lygiai ir jų skiriamieji bruožai

Gamybos procesų automatizavimas gali būti atliekamas įvairiais lygiais.

Automatika turi vadinamąjį nulinį lygį – jei žmogaus dalyvavimas gamyboje neįtraukiamas tik atliekant darbo judesius (suklio sukimą, įrankio padavimo judėjimą ir pan.). Tokia automatizacija vadinama mechanizacija. Galima sakyti, kad mechanizavimas – tai darbo judesių automatizavimas. Iš to seka, kad automatizavimas apima mechanizavimą.

Pirmojo lygio automatizavimas apsiriboja įrenginių kūrimu, kurių tikslas yra neįtraukti žmogaus dalyvavimo atliekant tuščiosios eigos judesius vienoje įrangos dalyje. Toks automatizavimas vadinamas darbo ciklo automatizavimu partinėje ir masinėje gamyboje.

Į tuščiosios eigos įkaitus gabalo laiko normoje, kuri lemia operacijos sudėtingumą, atsižvelgiama į pagalbinį laiką t in ir techninės priežiūros trukmę t taip:

kur t o yra pagrindinis laikas, atsižvelgiant į darbo judesių laiką, t o \u003d t p.x; t pagalbiniu laiku, apima įrankių išėmimą ir tiekimą, įrangos pakrovimą ir valdymą; t.y. priežiūros laikas, praleistas keičiant įrankius, nustatant įrangą, šalinant ir tvarkant atliekas; t org įrangos priežiūros laikas; t otd – darbuotojo poilsio laikas.

Pirmajame automatizavimo lygyje darbo mašinos dar nėra tarpusavyje sujungtos automatiniu ryšiu. Todėl gamybinio objekto transportavimas ir kontrolė vykdoma dalyvaujant asmeniui. Šiame lygyje kuriamos ir naudojamos automatinės ir pusiau automatinės mašinos. Automatinėse mašinose darbo ciklas atliekamas ir kartojamas be žmogaus įsikišimo. Pusiau automatinėse mašinose, norint užbaigti ir pakartoti darbo ciklą, reikalingas žmogaus įsikišimas.

Pavyzdžiui, šiuolaikinė tekinimo staklės daugiaspindelis staklės atlieka tekinimą, gręžimą, įdubimą. sriegimas ir sriegimas ant strypo atsargų. Tokia automatinė mašina gali pakeisti iki 10 universalių mašinų dėl automatizavimo ir tuščiosios eigos bei darbinių judesių derinimo, didelės operacijų koncentracijos.

Antrojo lygio automatizavimas – tai technologinių procesų automatizavimas. Šiame lygmenyje sprendžiami transportavimo automatizavimo, gamybos įrenginio valdymo, atliekų šalinimo ir mašinų sistemų tvarkymo uždaviniai. Kaip technologinė įranga sukuriamos ir naudojamos automatinės linijos, lanksčios gamybos sistemos (FPS).

Automatinė linija – tai automatiškai veikianti mašinų sistema, sumontuota technologine seka ir sujungta atliekų transportavimo, krovimo, valdymo, tvarkymo ir šalinimo priemonėmis. Pavyzdžiui, automobilių pavarų dėžės kūginės pavaros apdirbimo linija atleidžia iki 20 darbuotojų ir su atitinkama gamybos programa atsiperka per trejus metus.

Automatinė linija susideda iš technologinės įrangos, kuri surenkama tam tikrai transporto rūšiai ir yra su ja sujungta krovimo įrenginiais (manipuliatoriais, padėklais, keltuvais). Be darbo padėčių, linija apima tuščiosios eigos padėtis, kurios būtinos linijos apžiūrai ir priežiūrai.

Jei eilutėje yra pozicijos, kuriose dalyvauja asmuo, tada akis vadinama automatizuota.

Trečiasis automatizavimo lygis – kompleksinis automatizavimas, apimantis visus gamybos proceso etapus ir grandis – nuo ​​pirkimo procesų iki gatavų gaminių testavimo ir išsiuntimo.

Sudėtingam automatizavimui reikia įvaldyti visus ankstesnius automatizavimo lygius. Tai siejama su aukšta technine gamybos įranga ir didelėmis kapitalo sąnaudomis. Toks automatizavimas efektyvus pakankamai didelėms programoms, skirtoms stabilios konstrukcijos ir siauro asortimento gaminių gamybai (guolių, atskirų mašinų mazgų, elektros įrangos elementų gamyba ir kt.).

Tuo pačiu metu sudėtinga automatizacija leidžia užtikrinti visos gamybos plėtrą, nes ji turi didžiausią kapitalo išlaidų efektyvumą. Norėdami parodyti tokio automatizavimo galimybes, kaip pavyzdį apsvarstykite 13m: stebuklingą automobilių rėmų gamybos gamyklą JAV. Per dieną išleidžiant iki 10 000 kadrų, gamykloje dirba 160 žmonių, kuriuos daugiausia sudaro inžinieriai ir derintojai. Darbe, nenaudojant kompleksinės automatikos, tokiai pačiai gamybos programai atlikti reikėtų mažiausiai 12 000 žmonių.

Trečiame automatizavimo lygmenyje sprendžiami gaminių sandėliavimo ir gabenimo tarp parduotuvių automatizavimo su automatiniu adresavimu, atliekų apdorojimo ir gamybos valdymo užduotys, remiantis plačiai paplitusiu kompiuterių naudojimu. Šiame lygmenyje žmogaus įsikišimas sumažinamas iki įrangos priežiūros ir jos darbinės būklės palaikymo.

2. Automatikos plėtra technologinio lankstumo ir plataus kompiuterių naudojimo kryptimi

Lanksčios gamybos sistemos – tai technologinės įrangos ir sistemų visuma, užtikrinanti jos veikimą automatiniu režimu gaminant produktus, kurie keičiasi nomenklatūroje. GPS plėtra juda link nepilotuojamos technologijos, kuri užtikrina įrangos veikimą tam tikrą laiką be operatoriaus dalyvavimo.

Kiekvienam gaminiui, laikantis pateiktų produktų kiekio ir kokybės reikalavimų, gali būti sukurti įvairūs FMS variantai, kurie skiriasi apdorojimo, valdymo ir surinkimo būdais ir būdais, technologinio proceso operacijų diferenciacijos ir koncentracijos laipsniu, rūšimis. transporto-pakrovimo sistemos, aptarnaujančių transporto priemonių (OTS) skaičius, agregatų ir tarpsekcinių jungčių pobūdis, konstruktyvūs pagrindinių ir pagalbinių mechanizmų bei įrenginių sprendimai, valdymo sistemos konstravimo principai.

HPS techninį lygį ir efektyvumą lemia tokie rodikliai kaip gaminių kokybė, HPS veikimas ir patikimumas, komponentų, patenkančių į jos įėjimą, srauto struktūra. Atsižvelgiant į šiuos kriterijus, kyla tokios problemos kaip technologinių įrenginių tipo ir kiekio pasirinkimas, sąveikios saugyklos, jų talpa ir vieta, paslaugų operatorių skaičius, transportavimo ir saugojimo sistemos struktūra ir parametrai ir kt. ., turėtų būti išspręsta.

Lanksčios gamybos sistemos gali būti sukurtos iš keičiamų, papildomų arba mišrių elementų.

Paveikslėlyje parodyta dviejų to paties tipo keičiamų apdirbimo centrų (MC) lanksčios sistemos schema. Apdirbimo centrus aptarnauja du transportiniai vežimėliai (robokarai), kurie palaiko medžiagų srautų (detalių, ruošinių, įrankių) judėjimą. Automatinis valdymas yra įprastas. Jei leidžiamos rankinės operacijos, operatoriui turi būti suteikta tam tikra veiksmų laisvė. Bendras OC ir transporto sistemos darbas valdomas iš centrinio kompiuterio.

Bendru atveju robokarų valdymas vykdomas iš centrinio kompiuterio per tarpinį įrenginį arba iš vietinės valdymo sistemos (LCS). Komandų perdavimas roboautomobiliams gali būti atliekamas tik stotelėse, kurios padalija eismo maršrutus į zonas. Kompiuteris leidžia tam tikroje zonoje likti tik vienam robocarui. Maksimalus judėjimo greitis gali siekti 1 m/s.

Viršutinė robocar dalis gali būti hidrauliškai pakelta ir nuleidžiama atliekant perkrovimo, iškrovimo ir pakrovimo operacijas. Gedimo ar valdymo atjungimo nuo kompiuterio atveju robocar gali būti valdomas LSU.

Valstybės sienos tarnyboje kaip transporto priemonės naudojamos įvairios robokarinės mašinos. Labiausiai paplitęs variantas, kai robokaras juda takeliu (maršrutu, takeliu) ar kita grindyse ar jos paviršiuje paklota konstrukcija. Vienas iš sekimo variantų yra tai, kad ant grindų paviršiaus yra klijuojamas takelis juostelės pavidalu (fluorescencinė, atspindinti, balta su juodu apvadu), o sekimas atliekamas optoelektroniniais metodais. Trūkumas yra būtinybė stebėti juostelės švarą. Todėl dažniau atsekti robokarus su indukciniu laidininku, įdėtu į griovelį nedideliame gylyje (apie 20 mm). Žinomi ir kiti įdomūs sprendimai – naudojant, pavyzdžiui, televizijos navigacijos įrangą laisvam judėjimui erdvėje valdant kompiuterį.

Robocars tiekimo su medžiagų srautais šaltinis yra automatizuotas sandėlis su krautuvais, kurie suteikia adresuojamą prieigą prie bet kurios sandėlio kameros. Pats sandėlis yra gana sudėtingas valdymo objektas.

Kaip jo valdymo sistema naudojami programuojami valdikliai, kompiuteris arba specializuotas įrenginys.

Labiausiai paplitę robotai su indukciniu maršruto sekimu pasižymi šiomis charakteristikomis: keliamoji galia - 500 kg; važiavimo greitis - 70 m/min; pagreitis pagreičio ir lėtėjimo metu atitinkamai - 0,5 ir 0,7 m / s 2; pagreitis avarinio stabdymo metu 2,5 m / s 2; padėklo kėlimo vertė - 130 mm; robocar stabdymo tikslumas - 30 mm; perkrovos ciklo laikas - 3 s; posūkio spindulys maksimaliu greičiu - 0,9 m; veikimo laikas be baterijų įkrovimo - 6 valandos; akumuliatoriaus įtampa - 24V; kiekvieno iš dviejų varomųjų variklių galia yra 600 W; nuosavas robocar svoris - 425 kg.

Svarbus robocars, kaip transporto priemonių, pranašumas yra rimtų įrangos išdėstymo apribojimų nebuvimas, kuris gali būti atliekamas siekiant maksimalaus efektyvumo pagal bet kokius kriterijus. Robokarų maršrutas dažnai būna gana sudėtingas, su lygiagrečiomis šakomis ir kilpomis.

1. Technologinių procesų projektavimo ypatumai automatizuotos gamybos sąlygomis

Gamybos automatizavimo pagrindas yra technologiniai procesai (TP), kurie turi užtikrinti aukštą gamybos produktyvumą, patikimumą, kokybę ir efektyvumą.

Būdingas TP apdorojimo ir surinkimo bruožas yra griežta dalių ir įrankių orientacija vienas kito atžvilgiu darbo eigoje (pirmoji procesų klasė). Terminis apdorojimas, džiovinimas, dažymas ir kt., skirtingai nei apdorojimas ir surinkimas, nereikalauja griežtos detalės orientacijos (antroji procesų klasė).

TP pagal tęstinumą skirstoma į diskrečiuosius ir tęstinius.

TP AP plėtra, palyginti su neautomatizuotos gamybos technologija, turi savo specifiką:

1. Automatizuotas TP apima ne tik heterogenines apdirbimo operacijas, bet ir apdorojimą slėgiu, terminį apdorojimą, surinkimą, tikrinimą, pakavimą, taip pat transportavimą, sandėliavimą ir kitas operacijas.

2. Gamybos procesų lankstumo ir automatizavimo reikalavimai sąlygoja visapusiško ir detalaus technologijos tyrimo, nuodugnios gamybos įrenginių analizės, maršruto ir eksploatavimo technologijos tyrimo, užtikrinančių gaminių su gamybos proceso patikimumą ir lankstumą. suteikta kokybė.

3. Esant dideliam gaminių asortimentui, technologiniai sprendimai yra daugiamačiai.

4. Didėja įvairių technologinių padalinių atliekamų darbų integracijos laipsnis.

Pagrindiniai apdirbimo technologijos konstravimo principai APS

1.Išbaigtumo principas . Turėtumėte stengtis, kad visos operacijos būtų atliekamos toje pačioje APS, neperduodant pusgaminių į kitus padalinius ar pagalbinius biurus.

2.Žemo veikimo technologijos principas. TP formavimas su maksimaliu galimu operacijų konsolidavimu, minimaliu operacijų ir įrenginių skaičiumi.

3.„Mažųjų žmonių“ technologijos principas. Automatinio APS veikimo užtikrinimas viso gamybos ciklo metu.

4.„No-debug“ technologijos principas . Techninių sprendimų, nereikalaujančių derinimo darbo vietose, kūrimas.

5.Aktyviai valdomos technologijos principas. TP valdymo organizavimas ir projektinių sprendimų taisymas remiantis darbo informacija apie TP eigą. Gali būti koreguojami tiek valdymo etape susiformavę technologiniai parametrai, tiek pradiniai technologinio produkcijos paruošimo (TPP) parametrai.

6.Optimalumo principas . Sprendimo priėmimas kiekviename TPP ir TP valdymo etape remiantis vienu optimalumo kriterijumi.

Be APS technologijos, būdingi ir kiti principai: kompiuterinės technologijos, informacijos saugumas, integracija, popierinė dokumentacija, grupinė technologija.

2. Tipinis ir grupinis TP

Technologinių procesų tipizavimas panašios konfigūracijos ir technologinėmis savybėmis dalių grupėms numato jų gamybą pagal tą patį technologinį procesą, remiantis pažangiausių apdirbimo metodų taikymu ir užtikrinant aukščiausio našumo, ekonomiškumo ir kokybės pasiekimą. Tipizavimas grindžiamas atskirų elementarių paviršių apdirbimo taisyklėmis ir šių paviršių apdirbimo tvarkos priskyrimo taisyklėmis. Tipiški TC dažniausiai naudojami didelio masto ir masinėje gamyboje.

Grupinės technologijos principu grindžiama perkonfigūruojamos gamybos – mažos ir vidutinės apimties – technologija. Skirtingai nuo TP tipizavimo su grupine technologija, bendras bruožas yra apdirbamų paviršių ir jų derinių bendrumas. Todėl grupiniai apdorojimo metodai būdingi plataus spektro dalių apdorojimui.

Tiek TP tipizavimas, tiek grupinės technologijos metodas yra pagrindinės gamybos efektyvumą didinančių technologinių sprendimų unifikavimo kryptys.

Dalių klasifikacija

Klasifikavimas atliekamas siekiant nustatyti technologiškai vienarūšių dalių grupes jų bendram apdorojimui grupinės gamybos aplinkoje. Ji atliekama dviem etapais: pirminė klasifikacija, t.y., tiriamos produkcijos detalių kodavimas pagal konstrukciją ir technologines ypatybes; antrinė klasifikacija, tai yra dalių, turinčių vienodus arba šiek tiek skirtingus klasifikavimo požymius, grupavimas.

Klasifikuojant dalis reikia atsižvelgti į šiuos požymius: konstrukciją – gabaritus matmenis, svorį, medžiagą, apdirbimo būdą ir ruošinį; apdorojimo operacijų skaičius; tikslumo ir kitus rodiklius.

Detalių grupavimas atliekamas tokia seka: dalių rinkinio parinkimas klasės lygiu, pavyzdžiui, sukimosi kūnai, skirti apdirbti gamybai; dalių rinkinio parinkimas poklasio lygiu, pavyzdžiui, veleno tipo dalys; dalių klasifikavimas pagal paviršių derinį, pavyzdžiui, velenai su lygių cilindrinių paviršių deriniu; grupavimas pagal bendruosius matmenis, pasirenkant plotus su didžiausiu dydžių pasiskirstymo tankiu; nustatymas pagal plotų, turinčių daugiausiai dalių pavadinimų, schemą.

Gaminių dizaino tinkamumas nelaimingų atsitikimų sąlygoms

Gaminio dizainas laikomas pagaminamu, jei jo gamybai ir eksploatacijai reikia minimalių medžiagų, laiko ir pinigų sąnaudų. Gaminamumo vertinimas atliekamas pagal kokybinius ir kiekybinius kriterijus atskirai ruošiniams, apdirbamoms detalėms, surinkimo mazgams.

AM apdirbamos detalės turi būti technologiškai pažangios, t.y. paprastos formos, matmenų, sudarytos iš standartinių paviršių ir turėti maksimalų medžiagų panaudojimo koeficientą.

Montuojamos dalys turi turėti kuo daugiau standartinių jungiamųjų paviršių, paprasčiausių surinkimo mazgų ir detalių orientacijos elementų.

3. Automatinių linijų ir CNC staklių dalių gamybos technologinių procesų projektavimo ypatumai

Automatinė linija – tai nepertraukiamai veikiantis tarpusavyje sujungtų įrenginių ir valdymo sistemų kompleksas, kuriame būtinas visą laiką operacijų ir perėjimų sinchronizavimas. Veiksmingiausi sinchronizacijos metodai yra TP koncentracija ir diferenciacija.

Technologinio proceso diferencijavimas, perėjimų supaprastinimas ir sinchronizavimas yra būtinos patikimumo ir produktyvumo sąlygos. Dėl per didelio diferencijavimo komplikuojasi serviso įranga, didėja paslaugų plotai ir apimtis. Tikslinga operacijų ir perėjimų koncentracija, praktiškai nesumažinant našumo, gali būti atliekama agreguojant, naudojant kelių įrankių koregavimus.

Norint sinchronizuoti darbą automatinėje linijoje (AL), nustatomas ribojantis įrankis, ribojimo mašina ir ribojimo sekcija, pagal kurią pagal formulę nustatomas tikrasis AL išėjimo ciklas (min).

kur F - faktinis įrangos fondas, h; N- išleidimo programa, vnt.

Siekiant užtikrinti aukštą patikimumą, AL yra suskirstyta į sekcijas, kurios yra tarpusavyje sujungtos per saugojimo įrenginius, kurie užtikrina vadinamąjį lankstų ryšį tarp sekcijų, užtikrinančių savarankišką gretimų sekcijų veikimą sugedus vienai iš jų. Svetainėje palaikomas standus ryšys. Tvirtai sujungtai įrangai svarbu suplanuoti planuojamų išjungimų laiką ir trukmę.

CNC staklės užtikrina aukštą gaminių tikslumą ir kokybę ir gali būti naudojamos sudėtingų detalių, turinčių tikslius laiptuotus arba lenktus kontūrus, apdirbimui. Tai sumažina apdorojimo išlaidas, kvalifikaciją ir darbuotojų skaičių. Dalių apdorojimo CNC staklėse ypatybes lemia pačių mašinų savybės ir, visų pirma, jų CNC sistemos, kurios suteikia:

1) sutrumpinti įrangos reguliavimo ir perreguliavimo laiką; 2) apdorojimo ciklų sudėtingumo didinimas; 3) galimybė įgyvendinti ciklo judesius su sudėtinga kreivine trajektorija; 4) galimybė suvienodinti staklių valdymo sistemas (CS) su kitos įrangos CS; 5) galimybė naudoti kompiuterį CNC staklėms, kurios yra APS dalis, valdyti.

Pagrindiniai reikalavimai apdirbimo technologijai ir organizavimui perkonfigūruojamoje APS, remiantis pagrindinių standartinių dalių gamybos pavyzdžiu

Technologijų plėtrai APS būdingas integruotas požiūris – detalus ne tik pagrindinių, bet ir pagalbinių operacijų bei perėjimų tyrimas, įskaitant gaminių transportavimą, jų kontrolę, saugojimą, testavimą, pakavimą.

Siekiant stabilizuoti ir pagerinti apdorojimo patikimumą, naudojami du pagrindiniai TP kūrimo būdai:

1) įrangos, kuri užtikrina patikimą apdorojimą beveik be operatoriaus įsikišimo, naudojimas;

2) TP parametrų reguliavimas, pagrįstas produktų valdymu paties proceso metu.

Siekiant padidinti lankstumą ir efektyvumą, APS naudoja grupinės technologijos principą.

4. Automatizuoto ir robotinio surinkimo technologinio proceso kūrimo ypatumai

Automatizuotas gaminių surinkimas atliekamas surinkimo staklėmis ir AL. Svarbi sąlyga kuriant racionalų automatizuoto surinkimo TP yra jungčių suvienodinimas ir normalizavimas, t.y., jų pritaikymas tam tikram tipų ir tikslumo diapazonui.

Pagrindinis robotizuotos gamybos skirtumas – surinkėjų pakeitimas surinkimo robotais ir valdymo vykdymas valdymo robotais arba automatiniais valdymo įrenginiais.

Robotų surinkimas turėtų būti atliekamas visiško pakeičiamumo arba (rečiau) grupės pakeičiamumo principu. Montavimo, reguliavimo galimybė neįtraukta.

Surinkimo operacijos turėtų vykti nuo paprastų iki sudėtingų. Atsižvelgiant į gaminių sudėtingumą ir matmenis, pasirenkama surinkimo organizavimo forma: stacionari arba konvejerinė. RTK sudėtis yra surinkimo įranga ir armatūra, transporto sistema, operatyviniai surinkimo robotai, valdymo robotai ir valdymo sistema.

Yra pagrindo manyti, kad ateinantis dešimtmetis taps lūžio tašku kuriant naujus požiūrius į gamybą, ribą tarp neautomatizuotos ir automatizuotos gamybos epochų.

Visiškai akivaizdu, kad šiuo metu tam subrendo mokslinės ir techninės prielaidos, susijusios su naujausių automatizavimo įrankių atsiradimu ir plėtra. Tai visų pirma automatinės valdymo sistemos, paremtos pramoniniais valdikliais ir, žinoma, pramoniniai robotai, kurie pakėlė gamybą į kokybiškai aukštesnį lygį.

Atrodytų, besąlygiškas progresyvumas kartu su padidintu dėmesiu pramoniniams robotams turėjo suteikti triumfo žygį, leisti jiems svariai prisidėti prie gamybos procesų intensyvinimo, mažinant rankų darbo dalį. Tačiau tai dar nevyksta reikiamu mastu. Bent jau kalbant apie situaciją mūsų šalyje.

Akivaizdu, kad pagrindinė lėto automatizavimo ir ypač robotizuotos gamybos plėtros problema yra akivaizdus neatitikimas tarp darbo jėgos ir išteklių sąnaudų, viena vertus, ir realios grąžos, kita vertus. Ir tai lėmė ne staiga atrasti pramoninių robotų trūkumai, o klaidingi skaičiavimai, atlikti ruošiant tokią produkciją. Gamyba, kuriai būdingi griežti įstatymai, neišvengiamai atmeta brangius, mažu greičiu ir nepatikimus dizainus.

Rusija gali ir turi atgauti savo, kaip pasaulinės pramonės galios, statusą. Tam reikia turėti keletą esminių privalumų – perspektyvių sričių ir technologijų, išvystyto staklių gamybos, o svarbiausia – žmogiškųjų išteklių, galinčių įgyvendinti savo planus. Bet kurio naujo produkto, nesvarbu, ar tai būtų naujausi ginklų, jūrų ir orlaivių modeliai, ar kiti aukštųjų technologijų gaminiai, kūrimo specifika yra ta, kad kuriama tik tai, ką iš esmės galima pagaminti. Nėra prasmės kalbėti apie, pavyzdžiui, naujos kartos naikintuvo kūrimą neturint atitinkamo lygio įrangos. Taigi naujausia įranga yra naujausių technologijų kūrimo pagrindas. Sistemingo pramonės reguliavimo atmetimas, tiesioginis inovatyvių projektų „auginimas“ veda prie šiuolaikinės pramoninės gamybos: laivų ir lėktuvų statybos, kosmoso sektoriaus, greitųjų geležinkelių transporto, modernių ginklų sistemų.

Kadangi automatizavimas ir robotizuota gamyba iš prigimties yra glaudžiai susiję su naujų produktų rūšių kūrimu, jie gali nulemti šalies konkurencingumo lygį. Todėl būtina ištirti ir ištirti įvairių pramonės šakų įmonių, vykdančių stambią, serijinę ir smulkią gamybą, gamybos ciklus, siekiant nustatyti racionalaus robotų naudojimo sritis ir nustatyti jiems funkcinius bei techninius reikalavimus.

Pasaulyje vyksta dinamiška robotikos plėtra. Sukurtos ir kuriamos visos naujos itin efektyvios robotų konstrukcijos ir pramoniniai valdikliai, skirti masiniam naudojimui. Jų skaičius sparčiai auga, nes fizinio darbo dalies mažinimas, našumo didinimas ir gamybos tempų didinimas yra neatidėliotinas uždavinys efektyviai pramoninei gamybai išsivysčiusiose postindustrinėse šalyse. Tuo pačiu metu daugeliu atvejų būtent technologijų atsiradimas skatina naujų produktų rūšių kūrimą. Tobulinamos technologijos lemia gamybos sąnaudas, o galiausiai ir visos šalies ekonomikos efektyvumą bei konkurencingumą. Taigi šios krypties formavimas suteiks impulsą klestinčiajai pramonei ir padės jos dinamiškos plėtros pagrindus.

Pramonės gamybos plėtrą lemia darbo našumo augimas. Technologinės operacijos produktyvumas bet kurioje pramonės šakoje priklauso nuo pagrindinių funkcinių veiksmų (pagrindinio laiko), pagalbinių veiksmų (pagalbinio laiko) ir laiko nuostolių dėl nepakankamo darbo organizavimo (organizacinių nuostolių) ir ilgalaikių veiklos rezultatų. kai kurių papildomų veiksmų (savo nuostolių). Sutrumpinti pagrindinį laiką galima tobulinant apdorojimo technologiją, taip pat keičiant įrangos konstrukciją. Organizacinių laiko nuostolių sumažinimas apima išsamų gamybos organizavimo sąlygų, medžiagų ir komponentų pristatymo, užmegztų bendradarbiavimo ryšių ir daug daugiau ištyrimą, o pagalbinio laiko ir nuosavų nuostolių mažinimas yra susijęs su gamybos mechanizavimu ir automatizavimu. Gamybos automatizavimas įmanomas tik remiantis naujausiais mokslo ir technikos pasiekimais, naudojant pažangias technologijas ir naudojant pažangią gamybos patirtį. Na, o lanksti automatizacija, savo ruožtu, leidžia greitai perkonfigūruoti gamybą, kad ji atliktų technologines funkcijas su tam tikru apdorojimo pajėgumu, remiantis maksimaliu kompiuterinių technologijų ir elektronikos panaudojimu.

Atsižvelgiant į tai, kad kompiuterinės technologijos vystosi sparčiai ir niekas netrukdo jas naudoti kartu su technologine įranga, galime daryti išvadą, kad artimiausiu metu žmonių dalyvavimas gamybos procesuose bus minimalus. Artimiausios ateities įmonės yra visiškai automatizuotos dirbtuvės su lanksčiu gamybos organizavimu, aptarnaujamos robotų grupių su vienu valdymo centru.

NAUJI IŠŠŪKIAI – NAUJI SPRENDIMAI

Gamybos automatizavimas žymiai padidina jos efektyvumą. Tai lemia, viena vertus, gamybos organizavimo tobulinimas, lėšų apyvartos spartėjimas ir ilgalaikio turto geresnis panaudojimas, kita vertus – perdirbimo, darbo užmokesčio ir energijos sąnaudų mažinimas. išlaidas. Trečias svarbus veiksnys – gamybos kultūros lygio kilimas, gaminių kokybė ir kt.

CNC staklės tapo judėjimo link novatoriško gamybos organizavimo simboliu. Tačiau, nepaisant jų taikymo apimties ir visapusiškumo, šiandien jie nėra pats reikšmingiausias pasiekimas automatizavimo srityje. Užkulisiuose – programuojami valdikliai, mikroprocesoriai, procesų kompiuteriai, loginės valdymo sistemos, kurios šioje srityje yra dar sėkmingesnės ir plačiau naudojamos. Tuo pačiu visi išvardinti įrenginiai gali būti laikomi tos pačios lanksčios automatizavimo įrangos šeimos nariais, o tai iš esmės keičia esamą pramoninės gamybos sistemą.

Jau įrodyta, kad pramoninių robotų naudojimas ne tik padidina gamybos eilėje automatizavimo lygį, bet ir leidžia efektyviau naudoti technologinę įrangą ir tuo ženkliai padidinti darbo našumą. Robotų naudojimas taip pat išsprendžia personalo aprūpinimo sudėtingoms ir pavojingoms operacijoms problemą.

Pramoninių robotų kūrimo ir pritaikymo srityje mūsų šalis dar yra ankstyvoje stadijoje, todėl tenka atlikti daug tyrimų ir plėtros, kurti savo standartinių sprendimų bazę. Kartu su universalių robotų kūrimu būtina organizuoti standartinių specialios paskirties įrangos modelių (pneumatinių griebtuvų, stacionarių įrenginių ir panašių įrenginių) gamybą, kuri dar labiau išplės automatizavimo galimybes. Be to, norint atlikti nesudėtingas operacijas, reikėtų sukurti supaprastintus robotų ir mechaninių griebtuvų modelius.

Paprastas darbo vietų automatizavimas jau nebetinka gamybos vadovams. Kodėl? Juk praleistas laikas yra svarbiausias veiksnys, turintis įtakos pramonės įmonės efektyvumui. Tačiau ekonominis vietinės, „gabalinės“ automatizavimo efektas yra minimalus, nes projektavimo procesas išlieka klasikiniu nuoseklumu: projektuotojai sukuria dokumentaciją, perduoda technologams, grąžina taisyti, pataisytą dokumentaciją grąžina technologams, jie rengia technologinę dokumentaciją, derinti su tiekėjais ir ekonomistais ir pan.. Toliau. Dėl to nei visos ekonominės grąžos, nei tikrai ženkliai sutrumpėjęs pasiruošimo gamybai laikas, automatizavimas neatneša, nors teigiamas efektas bet kokiu atveju pasiekiamas.

Nereikia pamiršti, kad sudėtingų, aukštųjų technologijų produktų kūrimas ir paruošimas gamybai yra kolektyvinis ir tarpusavyje susijęs procesas, kuriame dalyvauja dešimtys ir šimtai įmonės ar net įmonių grupės specialistų. Kuriant produktą iškyla nemažai sunkumų, kurie turi įtakos bendrai sėkmei. Visų pirma, tai yra nesugebėjimas pamatyti pagrindinių kūrimo procese dalyvaujančių išteklių jų realios būklės tam tikru momentu. Tai yra ir bendro specialistų komandos darbo organizavimas, įtraukiant įmones, tiekiančias bet kokius komponentus kuriamam produktui. Yra tik vienas būdas žymiai sutrumpinti pasiruošimo tokiai gamybai laiką – lygiagretus darbų atlikimas ir glaudus visų proceso dalyvių bendravimas. Panašią problemą galima išspręsti sukuriant vieną įmonės informacinę erdvę, savotišką skaitmeninių duomenų apie gaminius masyvą.

KUR PRADĖTI AUTOMATIZAVIMĄ

Žemiau pateikiamas trumpas algoritmas, leidžiantis suprasti, ką reikia išsiaiškinti norint pradėti įgyvendinti gamyklos automatizavimo projektą.

1. Pirmiausia reikia įvertinti automatikos objektą – ką reikia keisti, kokią įrangą įsigyti ir kas gali padidinti įmonės produktyvumą.

2. Remiantis parengta užduotimi, reikia parinkti optimaliausius elementus uždaviniams spręsti. Tai gali būti specialūs jutikliai ir įrankiai, skirti stebėti, pavyzdžiui, įrangos veikimą, taip pat įvairūs rinkiniai, skirti toliau rinkti ir apdoroti visą gautą informaciją, specialūs įrenginiai sąsajai suteikti - valdymo pultas normaliai gamybos dispečerių veiklai. ir kt.

3. Sudaryti projektinę dokumentaciją – automatizavimo schemą, pageidautina ciklogramų pavidalu, elektros schemą, sistemų valdymo valdymo aprašymą.

4. Kitas žingsnis – programų kūrimas, kurios padės įgyvendinti kiekvienos konkrečios įrangos valdymo algoritmus (apatinė valdymo pakopa). Po to sudaromas bendras gautų duomenų rinkimo ir apdorojimo algoritmas (viršutinė gamybos valdymo pakopa).

5. Atlikus visa tai, kas išdėstyta aukščiau, patartina pradėti užtikrinti reikalingos įrangos atsargas. Be to, jo paleidimas turėtų būti atliekamas pagal iš anksto nustatytus ir griežtai apibrėžtus prioritetus.

6. Būtina automatizuoti visus gamybos proceso etapus, programiškai derinant valdymo sistemas kiekvienam atskiram lygiui, suteikiant jiems lanksčių transformacijų galimybę.

TIPINĖS PROBLEMOS IR REKOMENDACIJOS JOMS ĮVEIKTI

Įmonė Solver jau 20 metų automatizuoja mašinų gamybos įmonių gamybą. Patirtis rodo, kad objektyvūs veiksniai, trukdantys sėkmingai įgyvendinti automatizavimo projektus, yra šie:

Įmonės komandos nenoras priimti automatizavimą kaip būtiną ir pakankamą gamybos ciklo įrankį šiame įmonės plėtros etape;

Trūksta pakankamai kompetentingų specialistų automatikos srityje;

Dažnai įmonė neturi aiškaus supratimo apie galutinius automatizavimo veiklos tikslus.

Įmonė Solver suformulavo keletą pagrindinių principų, leidžiančių racionaliai pažvelgti į robotikos problemas, bei postulatus, kurių reikėtų vadovautis dirbant gamybos automatizavimo etapais.

1. Robotiniai įrankiai turi ne tik pakeisti žmogų ar imituoti jo veiksmus, bet ir greičiau bei geriau atlikti šias gamybos funkcijas. Tik tada jie bus tikrai veiksmingi. Taip pasiekiamas galutinio rezultato principas.

2. Požiūrio sudėtingumas. Visi svarbiausi gamybos proceso komponentai – technologijos, gamybinės patalpos, pagalbinė įranga, valdymo ir priežiūros sistemos – turi būti apgalvotos ir galiausiai išspręstos naujame, aukštesniame lygyje. Vienas gamybos proceso komponentas, kuris nebuvo parengtas tinkamu lygiu, gali padaryti visą automatizavimo priemonių kompleksą neveiksmingą. Tiek pramoniniai robotai, tiek automatizuotos valdymo sistemos turi būti diegiamos atsižvelgiant į technologijų ir projektavimo pažangą ir visumoje prisitaikyti prie gamybos reikalavimų – tik tada jos bus efektyvios.

3. O svarbiausia – būtinumo principas. Robotizacijos įrankiai, įskaitant perspektyviausius ir pažangiausius, turėtų būti naudojami ne ten, kur juos galima pritaikyti, o ten, kur jų negalima apsieiti.

Straipsnį norėčiau baigti tokia išvada. Niekas negali išsamiai ir tiksliai apibūdinti šiandien besiformuojančios superindustrinės visuomenės. Tačiau jau dabar turime suprasti, kad artimiausiu metu visuomenė nuo masinės gamyklos sistemos pereis prie unikalios vienetinės gamybos, intelektualinio darbo, kuris bus paremtas informacija, super technologijomis, taip pat aukštu gamybos automatizavimo laipsniu. Kito kelio nenumatoma.

Yra tokių automatizavimo sistemų tipų:

• nekintamos sistemos. Tai sistemos, kuriose veiksmų seką lemia įrangos konfigūracija arba proceso sąlygos ir jos proceso metu keisti negalima.
• programuojamos sistemos. Tai sistemos, kuriose veiksmų seka gali skirtis priklausomai nuo konkrečios programos ir proceso konfigūracijos. Reikiamos veiksmų sekos pasirinkimas atliekamas pagal instrukcijų rinkinį, kurį sistema gali perskaityti ir interpretuoti.
• lanksčios (savaiminio derinimo) sistemos. Tai sistemos, kurios gali pasirinkti reikiamus veiksmus darbo procese. Proceso konfigūracijos (operacijų atlikimo sekos ir sąlygų) keitimas atliekamas remiantis informacija apie proceso eigą.

Tokio tipo sistemos gali būti naudojamos visuose procesų automatizavimo lygiuose atskirai arba kaip kombinuotos sistemos dalis.

Kiekviename ūkio sektoriuje yra įmonių ir organizacijų, kurios gamina produktus ar teikia paslaugas. Visas šias įmones galima suskirstyti į tris grupes, atsižvelgiant į jų „atokumą“ gamtos išteklių apdorojimo grandinėje.

Pirmoji įmonių grupė yra gamtos išteklius išgaunančios arba gaminančios įmonės. Tokios įmonės yra, pavyzdžiui, žemės ūkio gamintojai, naftos ir dujų bendrovės.

Antroji įmonių grupė – tai natūralias žaliavas perdirbančios įmonės. Jie gamina produkciją iš pirmosios grupės įmonių iškastų arba pagamintų žaliavų. Tokios įmonės yra, pavyzdžiui, automobilių pramonė, plieno įmonės, elektronikos įmonės, elektrinės ir panašiai.

Trečioji grupė – paslaugų sektoriaus įmonės. Tokios organizacijos yra, pavyzdžiui, bankai, švietimo įstaigos, gydymo įstaigos, restoranai ir kt.

Visoms įmonėms galima išskirti bendras procesų grupes, susijusias su produktų gamyba ar paslaugų teikimu.

Šie procesai apima:

• verslo procesas;
• projektavimo ir tobulinimo procesai;
• gamybos procesai;
• kontrolės ir analizės procesai.

• Verslo procesai – tai procesai, užtikrinantys sąveiką organizacijos viduje ir su išorės suinteresuotomis šalimis (klientais, tiekėjais, reguliavimo institucijomis ir kt.). Ši procesų kategorija apima rinkodaros ir pardavimo procesus, sąveiką su vartotojais, finansinius, personalo, medžiagų planavimo ir apskaitos procesus ir kt.
• Projektavimo ir tobulinimo procesai Visi procesai, susiję su produkto ar paslaugos kūrimu. Tokie procesai apima plėtros planavimo, pradinių duomenų rinkimo ir rengimo, projekto įgyvendinimo, projektavimo rezultatų kontrolės ir analizės procesus ir kt.
• Gamybos procesai yra procesai, būtini gaminiui gaminti ar paslaugai teikti. Šiai grupei priklauso visi gamybos ir technologiniai procesai. Jie taip pat apima reikalavimų planavimo ir pajėgumų planavimo procesus, logistikos procesus ir paslaugų procesus.
• Kontrolės ir analizės procesai- ši procesų grupė yra susijusi su informacijos apie procesų vykdymą rinkimu ir apdorojimu. Tokie procesai apima kokybės kontrolės procesus, veiklos valdymą, atsargų kontrolės procesus ir kt.

Dauguma šioms grupėms priklausančių procesų gali būti automatizuoti. Iki šiol yra sistemų, kurios užtikrina šių procesų automatizavimą, klases.

Posistemio „Sandėliai“ techninės sąlygos	Posistemio „Dokumentų valdymas“ techninė užduotis	Posistemio „Pirkimai“ techninės sąlygos

Procesų automatizavimo strategija

Procesų automatizavimas yra sudėtinga ir daug laiko reikalaujanti užduotis. Norint sėkmingai išspręsti šią problemą, būtina laikytis tam tikros automatizavimo strategijos. Tai leidžia tobulinti procesus ir gauti daug reikšmingos automatizavimo naudos.

Trumpai tariant, strategiją galima suformuluoti taip:

• proceso supratimas. Norint automatizuoti procesą, būtina suprasti esamą procesą visomis jo detalėmis. Procesas turi būti iki galo išanalizuotas. Turi būti nustatyti proceso įėjimai ir išėjimai, veiksmų seka, santykis su kitais procesais, proceso išteklių sudėtis ir kt.
• proceso supaprastinimas. Atlikus proceso analizę, būtina procesą supaprastinti. Reikėtų sumažinti papildomų operacijų, kurios neduoda vertės. Atskiros operacijos gali būti derinamos arba vykdomos lygiagrečiai. Procesui tobulinti galima pasiūlyti ir kitas jo vykdymo technologijas.
• procesų automatizavimas. Proceso automatizavimas gali būti atliekamas tik kiek įmanoma supaprastinus procesą. Kuo paprastesnis proceso eiga, tuo lengviau jį automatizuoti ir tuo automatizuotas procesas bus efektyvesnis.

Šiuo metu labai sunku įsivaizduoti pramonės įmonę be automatizuotų valdymo sistemų. Automatizavimas didina įmonių našumą, sumažina žmogiškąjį faktorių ir gerina produktų kokybę.

Ilgą laiką gamyba išliko iš dalies automatizuota. Šiuolaikinės technologijos leidžia pereiti prie visiškai automatizuotų schemų, kai žmogaus vaidmuo sumažinamas iki operatoriaus funkcijų atlikimo.

Proceso automatizavimas gali būti:

• dalinis. Gamyboje automatizuojami atskiri įrenginiai ir mašinos. Daugiausia naudojama maisto pramonės įmonėse, kai žmogus negali atlikti kokio nors darbo dėl jo sudėtingumo ar greičio. Tokia automatika naudojama lengvojoje ir chemijos pramonėje.
• Sudėtingas. Ryškus tokios automatikos pavyzdys gali būti vadinamas elektrine. Jis funkcionuoja kaip vientisas kompleksas, žmogus atlieka tik operatoriaus funkcijas.
• Pilnas. Visas valdymo ir stebėjimo funkcijas atlieka mašina. Šiuolaikinės technologijos priartėjo prie visiško automatizavimo, tačiau, deja, jos vis dar neapsieina be žmogiškojo faktoriaus. Branduolinės energetikos srityje naudojama aukščiausio lygio automatizacija.

Pagrindiniai pramoninės automatikos elementai yra šie:

• CNC staklės (pasirodė 1955 m.).
• Pramoniniai robotai (pirmieji modeliai pasirodė 1962 m.).
• Robotų technologiniai kompleksai.
• Automatizuotos sandėliavimo sistemos.
• Kompiuterinės projektavimo sistemos.

Automatikos privalumai:

• Dauguma valdymo sprendimų priimami automatiškai ir laiku. Taip pat mašinų pagalba galima įvesti operatyvinę apskaitą.
• Automatizavimas leidžia kuo efektyviau paskirstyti darbo išteklius.
• Gamybos ciklai niekada nenutrūksta.
• Visi automatinių sistemų sprendimai yra saugomi duomenų bazėje, kuri palengvina įmonės veiklos analizę.
• Gamybos automatizavimas žymiai sumažina dokumentų apyvartą įmonėje.
• Gamyba veikia stabiliai, be matomų nukrypimų.

Šiuolaikiniam gamybos optimizavimui reikalingas profesionalių įmonių dalyvavimas. Vienu geriausių galima vadinti Industrial Automation LLC, kuri atlieka visų lygių įmonių automatizavimą. Ši įmonė pristato aukštųjų technologijų sistemas gamybos įmonėms.

Taigi kokybiniai valdymo sistemos ir gamybos automatizavimo technologijų pokyčiai duoda impulsą ekonomikos plėtrai, mažinant energijos ir medžiagų sąnaudas. Nordengineering turi individualų požiūrį į kiekvieną verslą. Įmonė garantuoja atliekamų darbų kokybę, kliento ekonomikos augimą. Automatika vykdoma visais lygiais – nuo ​​kompresoriaus iki gatavų gaminių komplekso.