Ražošanas un ražošanas procesu automatizācija. Tehnoloģisko procesu un ražošanas automatizācija

1. Tehnoloģisko procesu projektēšanas iezīmes automatizētas ražošanas apstākļos

Ražošanas automatizācijas pamatā ir tehnoloģiskie procesi (TP), kuriem jānodrošina augsta produkcijas produktivitāte, uzticamība, kvalitāte un ražošanas efektivitāte.

TP apstrādes un montāžas raksturīga iezīme ir detaļu un instrumentu stingra orientācija viena pret otru darbplūsmā (pirmā procesu klase). Termiskā apstrāde, žāvēšana, krāsošana utt., atšķirībā no apstrādes un montāžas, neprasa stingru detaļas orientāciju (otrā procesu klase).

TP pēc nepārtrauktības klasificē diskrētā un nepārtrauktā.

TP AP attīstībai salīdzinājumā ar neautomatizētās ražošanas tehnoloģiju ir sava specifika:

1. Automatizētā TP ietver ne tikai heterogēnas apstrādes darbības, bet arī spiediena apstrādi, termisko apstrādi, montāžu, pārbaudi, iepakošanu, kā arī transportēšanu, uzglabāšanu un citas darbības.

2. Prasības attiecībā uz ražošanas procesu elastību un automatizāciju nosaka nepieciešamību pēc vispusīgas un detalizētas tehnoloģijas izpētes, rūpīgas ražošanas iekārtu analīzes, maršruta un darbības tehnoloģijas izpētes, nodrošinot produktu ražošanas procesa uzticamību un elastību ar dotā kvalitāte.

3. Ar plašu produktu klāstu tehnoloģiskie risinājumi ir daudzveidīgi.

4. Pieaug dažādu tehnoloģisko struktūrvienību veikto darbu integrācijas pakāpe.

Apstrādes tehnoloģijas uzbūves pamatprincipi APS

1.Pilnīguma princips . Tai jācenšas veikt visas darbības vienā un tajā pašā APS bez starpproduktu pārvietošanas uz citām vienībām vai palīgbirojām.

2.Zemas darbības tehnoloģijas princips. TP veidošana ar maksimāli iespējamo darbību konsolidāciju, ar minimālu darbību un iekārtu skaitu darbībā.

3."Mazo cilvēku" tehnoloģijas princips. APS automātiskas darbības nodrošināšana visā ražošanas ciklā.

4.Tehnoloģijas "bez atkļūdošanas" princips . Tehnisku risinājumu izstrāde, kas neprasa atkļūdošanu darba vietās.

5.Aktīvi kontrolētas tehnoloģijas princips. TP vadības organizēšana un projektēšanas lēmumu labošana, pamatojoties uz darba informāciju par TP gaitu. Var koriģēt gan kontroles posmā izveidotos tehnoloģiskos parametrus, gan ražošanas tehnoloģiskās sagatavošanas (TPP) sākotnējos parametrus.

6.Optimalitātes princips . Lēmuma pieņemšana katrā TPP un TP vadības posmā, pamatojoties uz vienu optimāluma kritēriju.

Papildus tiem, kas tiek uzskatīti par APS tehnoloģiju, ir raksturīgi arī citi principi: datortehnoloģijas, informācijas drošība, integrācija, papīra dokumentācija, grupu tehnoloģija.

2. Tipisks un grupas TP

Tehnoloģisko procesu tipizēšana pēc konfigurācijas un tehnoloģiskajām pazīmēm līdzīgām detaļu grupām paredz to izgatavošanu pēc viena un tā paša tehnoloģiskā procesa, balstoties uz progresīvāko apstrādes metožu izmantošanu un nodrošinot augstākās produktivitātes, ekonomijas un kvalitātes sasniegšanu. Tipizēšanas pamatā ir atsevišķu elementāru virsmu apstrādes noteikumi un šo virsmu apstrādes secības piešķiršanas noteikumi. Tipiski TC tiek izmantoti galvenokārt liela mēroga un masveida ražošanā.

Grupas tehnoloģiju princips ir pamatā pārkonfigurējamās ražošanas tehnoloģijai - maza un vidēja apjoma. Atšķirībā no TP tipizēšanas ar grupu tehnoloģiju, kopīga iezīme ir apstrādāto virsmu un to kombināciju kopīgums. Tāpēc grupu apstrādes metodes ir raksturīgas detaļu apstrādei ar plašu diapazonu.

Gan TP tipifikācija, gan grupu tehnoloģiju metode ir galvenie virzieni ražošanas efektivitāti paaugstinošu tehnoloģisko risinājumu unifikācijai.

Detaļu klasifikācija

Klasifikācija tiek veikta, lai noteiktu tehnoloģiski viendabīgu detaļu grupas to kopīgai apstrādei grupu ražošanas vidē. To veic divos posmos: primārā klasifikācija, t.i., pētāmās produkcijas detaļu kodēšana pēc konstrukcijas un tehnoloģiskajām iezīmēm; sekundārā klasifikācija, t.i., detaļu grupēšana ar vienādām vai nedaudz atšķirīgām klasifikācijas pazīmēm.

Klasificējot detaļas, jāņem vērā šādas pazīmes: konstrukcija - gabarīti, svars, materiāls, apstrādes veids un sagatave; apstrādes darbību skaits; precizitāte un citi rādītāji.

Detaļu grupēšana tiek veikta šādā secībā: detaļu komplekta atlase klases līmenī, piemēram, apgriezienu korpusi apstrādes ražošanai; detaļu komplekta izvēle apakšklases līmenī, piemēram, vārpstas tipa daļas; detaļu klasifikācija pēc virsmu kombinācijas, piemēram, vārpstas ar gludu cilindrisku virsmu kombināciju; grupēšana pēc kopējiem izmēriem, izvēloties apgabalus ar maksimālo izmēru sadalījuma blīvumu; noteikšana pēc apgabalu diagrammas ar lielāko daļu nosaukumu skaitu.

Produktu dizainu izgatavojamība negadījumu apstākļiem

Produkta dizains tiek uzskatīts par izgatavojamu, ja tā ražošanai un ekspluatācijai ir nepieciešami minimāli materiālu, laika un naudas izdevumi. Izgatavojamības novērtējums tiek veikts pēc kvalitatīviem un kvantitatīviem kritērijiem atsevišķi sagatavēm, mehāniski apstrādātām detaļām, montāžas vienībām.

AM apstrādājamajām detaļām jābūt tehnoloģiski progresīvām, t.i., vienkāršām pēc formas, izmēriem, jāsastāv no standarta virsmām un ar maksimālo materiālu izmantošanas līmeni.

Montējamajām detaļām jābūt ar pēc iespējas vairāk standarta savienojuma virsmu, vienkāršākajiem montāžas mezglu un detaļu orientācijas elementiem.

3. Detaļu ražošanas uz automātiskajām līnijām un CNC iekārtām tehnoloģisko procesu projektēšanas iezīmes

Automātiskā līnija ir nepārtraukti funkcionējošs savstarpēji savienotu iekārtu un vadības sistēmu komplekss, kurā nepieciešama pilna laika darbību un pāreju sinhronizācija. Visefektīvākās sinhronizācijas metodes ir TP koncentrācija un diferenciācija.

Tehnoloģiskā procesa diferencēšana, pāreju vienkāršošana un sinhronizācija ir nepieciešamie nosacījumi uzticamībai un produktivitātei. Pārmērīga diferenciācija noved pie servisa aprīkojuma sarežģītības, pakalpojumu platību un apjoma palielināšanās. Operāciju un pāreju mērķtiecīgu koncentrāciju, praktiski nesamazinot produktivitāti, var veikt agregācijas veidā, izmantojot vairāku instrumentu regulējumus.

Lai sinhronizētu darbu automātiskajā līnijā (AL), tiek noteikts ierobežošanas rīks, ierobežošanas mašīna un ierobežošanas sadaļa, saskaņā ar kuru tiek iestatīts reālais AL izvades cikls (min) pēc formulas.

kur F - iekārtas faktiskais fonds, h; N- izlaiduma programma, gab.

Lai nodrošinātu augstu uzticamību, AL ir sadalīts sekcijās, kas ir savienotas savā starpā caur glabāšanas ierīcēm, kas nodrošina tā saukto elastīgo savienojumu starp sekcijām, nodrošinot blakus esošo sekciju neatkarīgu darbību, ja kādā no tām rodas atteice. Vietnē tiek uzturēts stingrs savienojums. Cieši savienotām iekārtām ir svarīgi plānot plānoto izslēgšanas laiku un ilgumu.

CNC iekārtas nodrošina augstu produktu precizitāti un kvalitāti, un tās var izmantot sarežģītu detaļu apstrādē ar precīzām pakāpienveida vai izliektām kontūrām. Tas samazina apstrādes izmaksas, kvalifikāciju un personāla skaitu. CNC mašīnu detaļu apstrādes īpašības nosaka pašu mašīnu īpašības un, pirmkārt, to CNC sistēmas, kas nodrošina:

1) iekārtu regulēšanas un pārregulēšanas laika samazināšana; 2) apstrādes ciklu sarežģītības palielināšana; 3) iespēja realizēt cikla kustības ar sarežģītu līknes trajektoriju; 4) darbgaldu vadības sistēmu (CS) unifikācijas iespēja ar citu iekārtu CS; 5) iespēja izmantot datoru, lai vadītu CNC iekārtas, kas ir daļa no APS.

Pamatprasības apstrādes tehnoloģijai un organizācijai pārkonfigurējamā APS, pamatojoties uz pamata standarta detaļu ražošanas piemēru

Tehnoloģiju attīstībai APS ir raksturīga integrēta pieeja - detalizēta ne tikai galveno, bet arī palīgoperāciju un pāreju izpēte, ieskaitot produktu transportēšanu, to kontroli, uzglabāšanu, testēšanu un iepakošanu.

Lai stabilizētu un uzlabotu apstrādes uzticamību, tiek izmantotas divas galvenās TP konstruēšanas metodes:

1) tādu iekārtu izmantošana, kas nodrošina uzticamu apstrādi gandrīz bez operatora iejaukšanās;

2) TP parametru regulēšana, pamatojoties uz produktu kontroli paša procesa laikā.

Lai palielinātu elastību un efektivitāti, APS izmanto grupas tehnoloģiju principu.

4. Automatizētās un robotizētās montāžas tehnoloģiskā procesa attīstības iezīmes

Automatizēta produktu montāža tiek veikta montāžas mašīnās un AL. Svarīgs nosacījums automatizētas montāžas racionālas TP izstrādei ir savienojumu unifikācija un normalizēšana, t.i., to sakārtošana līdz noteiktam tipu un precizitātes diapazonam.

Galvenā atšķirība robotizētajā ražošanā ir montētāju aizstāšana ar montāžas robotiem un vadības izpilde ar vadības robotiem vai automātiskajām vadības ierīcēm.

Robotu montāža jāveic pēc pilnīgas savstarpējas aizvietojamības principa vai (retāk) pēc grupas aizvietojamības principa. Montāžas, regulēšanas iespēja ir izslēgta.

Montāžas operāciju izpildei vajadzētu virzīties no vienkāršas līdz sarežģītai. Atkarībā no izstrādājumu sarežģītības un izmēriem tiek izvēlēta montāžas organizācijas forma: stacionāra vai konveijers. RTK sastāvs ir montāžas iekārtas un armatūra, transporta sistēma, operatīvie montāžas roboti, vadības roboti un vadības sistēma.

1. Automatizācijas līmeņi un to atšķirīgās pazīmes

Ražošanas procesu automatizāciju var veikt dažādos līmeņos.

Automatizācijai ir tā saucamais nulles līmenis - ja cilvēka līdzdalība ražošanā tiek izslēgta tikai veicot darba kustības (vārpstas griešanās, instrumenta padeves kustība u.c.). Šādu automatizāciju sauc par mehanizāciju. Var teikt, ka mehanizācija ir darba kustību automatizācija. No tā izriet, ka automatizācija ietver mehanizāciju.

Pirmā līmeņa automatizācija aprobežojas ar ierīču izveidi, kuru mērķis ir izslēgt cilvēka līdzdalību, veicot tukšgaitas kustības ar vienu iekārtu. Šādu automatizāciju sauc par darba cikla automatizāciju sērijveida un masveida ražošanā.

Tukšgaitas uzkarsējumi gaballaika normā, kas nosaka operācijas darbietilpību, tiek ņemti vērā palīglaika t in un apkopes laika t veidā tā:

kur t o ir galvenais laiks, kurā ņemts vērā darba gājienu laiks, t o \u003d t p.x; t palīglaikā, ietver instrumentu izņemšanu un piegādi, iekārtu iekraušanu un kontroli; t.i., apkopes laiks, kas pavadīts instrumentu maiņai, aprīkojuma uzstādīšanai, atkritumu apglabāšanai un apsaimniekošanai; t org iekārtu apkopes laiks; t otd - darbinieka atpūtas laiks.

Pirmajā automatizācijas līmenī darba mašīnas vēl nav savstarpēji savienotas ar automātisko saziņu. Tāpēc ražošanas objekta transportēšana un kontrole tiek veikta ar personas līdzdalību. Šajā līmenī tiek radītas un izmantotas automātiskās un pusautomātiskās mašīnas. Uz automātiem darba cikls tiek veikts un atkārtots bez cilvēka iejaukšanās. Pusautomātiskajās iekārtās ir nepieciešama cilvēka iejaukšanās, lai pabeigtu un atkārtotu darba ciklu.

Piemēram, moderna virpas daudzvārpstu mašīna veic virpošanu, urbšanu, iegremdēšanu. rīvēšana un vītņošana uz stieņa krājuma. Šāda automātika var aizstāt līdz pat 10 universālajām mašīnām, pateicoties automatizācijai un dīkstāves un darba kustību kombinācijai, augstai darbību koncentrācijai.

Otrā līmeņa automatizācija ir tehnoloģisko procesu automatizācija. Šajā līmenī tiek risināti transporta automatizācijas, ražotnes kontroles, atkritumu izvešanas un mašīnu sistēmu pārvaldīšanas uzdevumi. Kā tehnoloģiskās iekārtas tiek izveidotas un izmantotas automātiskās līnijas, elastīgās ražošanas sistēmas (FPS).

Automātiskā līnija ir tehnoloģiskā secībā uzstādītu mašīnu automātiski strādājoša sistēma, kas apvienota ar atkritumu transportēšanas, iekraušanas, kontroles, apsaimniekošanas un apglabāšanas līdzekļiem. Piemēram, automobiļa pārnesumkārbas konusveida zobrata apstrādes līnija atbrīvo līdz 20 strādniekiem un ar atbilstošu ražošanas programmu atmaksājas trīs gados.

Automātiskā līnija sastāv no tehnoloģiskām iekārtām, kuras tiek komplektētas noteiktam transporta veidam un ar to savienotas ar iekraušanas ierīcēm (manipulatoriem, paplātēm, liftiem). Līnija papildus darba pozīcijām ietver dīkstāves pozīcijas, kas nepieciešamas līnijas pārbaudei un apkopei.

Ja rindā ir iekļautas pozīcijas ar personas līdzdalību, tad aci sauc par automatizētu.

Trešais automatizācijas līmenis ir kompleksā automatizācija, kas aptver visus ražošanas procesa posmus un saites, sākot no iepirkuma procesiem līdz testēšanai un gatavās produkcijas nosūtīšanai.

Sarežģītai automatizācijai ir jāapgūst visi iepriekšējie automatizācijas līmeņi. Tas ir saistīts ar augstu ražošanas tehnisko aprīkojumu un augstām kapitāla izmaksām. Šāda automatizācija ir efektīva pietiekami lielām programmām stabilas konstrukcijas un šaura diapazona produktu ražošanai (gultņu, atsevišķu mašīnu mezglu, elektroiekārtu elementu ražošana utt.).

Tajā pašā laikā tā ir sarežģīta automatizācija, kas ļauj nodrošināt ražošanas attīstību kopumā, jo tai ir visaugstākā kapitālieguldījumu efektivitāte. Lai parādītu šādas automatizācijas iespējas, kā piemēru apsveriet 13m: maģisku rūpnīcu automašīnu rāmju ražošanai Amerikas Savienotajās Valstīs. Izlaižot līdz 10 000 kadru dienā, rūpnīcā strādā 160 cilvēki, kas galvenokārt sastāv no inženieriem un regulētājiem. Darbā, neizmantojot sarežģītu automatizāciju, vienas un tās pašas ražošanas programmas īstenošanai būtu nepieciešami vismaz 12 000 cilvēku.

Trešajā automatizācijas līmenī tiek risināti uzdevumi automatizēt preču uzglabāšanu un starpveikalu transportēšanu ar automātisko adresāciju, atkritumu pārstrādi un ražošanas pārvaldību, pamatojoties uz plaši izplatīto datoru izmantošanu. Šajā līmenī cilvēka iejaukšanās tiek samazināta līdz aprīkojuma uzturēšanai un uzturēšanai darba kārtībā.

2. Automatizācijas attīstība tehnoloģiskās elastības un datoru plašas izmantošanas virzienā

Elastīgās ražošanas sistēmas ir tehnoloģisko iekārtu un sistēmu kopums tā darbības nodrošināšanai automātiskajā režīmā tādu produktu ražošanā, kuri mainās nomenklatūrā. GPS attīstība virzās uz bezpilota tehnoloģiju, kas nodrošina iekārtu darbību uz noteiktu laiku bez operatora līdzdalības.

Katram produktam, ievērojot noteiktās prasības attiecībā uz produktu daudzumu un kvalitāti, var izstrādāt dažādus FMS variantus, kas atšķiras pēc apstrādes, kontroles un montāžas metodēm un ceļiem, tehnoloģiskā procesa darbību diferenciācijas pakāpes un koncentrācijas, veidu. transporta iekraušanas sistēmas, apkalpojošo transportlīdzekļu (OTS) skaits, starpagregātu un starpsekciju savienojumu raksturs, konstruktīvie risinājumi galvenajam un palīgmehānismam un ierīcēm, vadības sistēmas konstruēšanas principi.

HPS tehnisko līmeni un efektivitāti nosaka tādi rādītāji kā produkcijas kvalitāte, HPS veiktspēja un uzticamība, tā ievadā ienākošo komponentu plūsmas struktūra. Ņemot vērā šos kritērijus, tiek risinātas tādas problēmas kā procesa iekārtu veida un daudzuma izvēle, savstarpējā uzglabāšana, to jauda un atrašanās vieta, pakalpojumu operatoru skaits, transporta un uzglabāšanas sistēmas struktūra un parametri u.c. ., būtu jāatrisina.

Elastīgas ražošanas sistēmas var veidot no maināmām, papildināmām vai jauktām šūnām.

Attēlā parādīta divu viena veida maināmu apstrādes centru (MC) elastīgas sistēmas diagramma. Apstrādes centrus apkalpo divi transporta ratiņi (robocari), kas atbalsta materiālu plūsmu (detaļu, sagatavju, instrumentu) kustību. Automātiskā vadība ir izplatīta. Ja ir atļautas manuālas darbības, operatoram ir jādod zināma rīcības brīvība. OC un transporta sistēmas kopīgā darba vadība tiek veikta no centrālā datora.

Vispārīgā gadījumā robocaru vadība tiek veikta no centrālā datora caur starpierīci vai no vietējās vadības sistēmas (LCS). Komandu nodošana robocariem var tikt veikta tikai pieturvietās, kas sadala satiksmes ceļus zonās. Dators ļauj uzturēties tikai vienam robocaram noteiktā zonā. Maksimālais kustības ātrums var sasniegt 1 m/s.

Robokāra augšdaļa ir hidrauliski paceļama un nolaižama, lai veiktu pārkraušanas, izkraušanas un iekraušanas darbības. Kļūmes vai vadības atvienošanas gadījumā no datora robocar var vadīt ar LSU.

Valsts robeždienestā kā transportlīdzekļi tiek izmantoti dažādi robokaru varianti. Visizplatītākais variants ir, kad robocar pārvietojas pa sliežu ceļu (maršrutu, trasi) vai citu konstrukciju, kas ieklāta grīdā vai uz tās virsmas. Viena no izsekošanas iespējām ir tāda, ka uz grīdas virsmas tiek uzklāta trase sloksnes veidā (fluorescējoša, atstarojoša, balta ar melnu apmali), un izsekošana tiek veikta ar optoelektroniskām metodēm. Trūkums ir nepieciešamība uzraudzīt sloksnes tīrību. Tāpēc biežāk izsekot robokarus ar induktīvo vadītāju, kas ielikts rievā nelielā dziļumā (apmēram 20 mm). Zināmi arī citi interesanti risinājumi - izmantojot, piemēram, televīzijas navigācijas iekārtas brīvai kustībai kosmosā datora vadībā.

Robokaru piegādes avots ar materiālu plūsmām ir automatizēta noliktava ar krāvējiem, kas nodrošina adresētu piekļuvi jebkurai noliktavas šūnai. Pati noliktava ir diezgan sarežģīts apsaimniekošanas objekts.

Kā tā vadības sistēma tiek izmantoti programmējami kontrolleri, dators vai specializēta ierīce.

Visizplatītākajiem robotiem ar induktīvo maršruta izsekošanu ir šādi raksturlielumi: kravnesība - 500 kg; braukšanas ātrums - 70 m/min; paātrinājums attiecīgi paātrinājuma un palēninājuma laikā - 0,5 un 0,7 m / s 2; paātrinājums avārijas bremzēšanas laikā 2,5 m / s 2; paletes pacelšanas vērtība - 130 mm; robocar apstāšanās precizitāte - 30 mm; pārslodzes cikla laiks - 3 s; pagrieziena rādiuss pie maksimālā ātruma - 0,9 m; darbības laiks bez akumulatoru uzlādes - 6 stundas; akumulatora spriegums - 24V; katra no diviem piedziņas motoriem jauda ir 600 W; Robocar paša svars - 425 kg.

Būtiska robocaru kā transportlīdzekļu priekšrocība ir nopietnu ierobežojumu neesamība aprīkojuma izvietojumā, ko var veikt maksimālas efektivitātes nolūkos pēc jebkādiem kritērijiem. Robokaru maršruts nereti izrādās visai sarežģīts, ar paralēliem zariem un cilpām.

Ražošanas procesu automatizācija slēpjas apstāklī, ka daļu no tehnoloģisko kompleksu vadības, regulēšanas un kontroles funkcijām veic nevis cilvēki, bet gan robotizēti mehānismi un informācijas sistēmas. Faktiski to var saukt par galveno 21. gadsimta ražošanas ideju.

Principi

Visos uzņēmuma līmeņos ražošanas procesu automatizācijas principi ir vienādi un vienoti, lai gan tie atšķiras tehnoloģisko un vadības problēmu risināšanas pieejas mērogā. Šie principi nodrošina nepieciešamo darbu efektīvu veikšanu automātiskajā režīmā.

Konsekvences un elastības princips

Visas darbības vienā datorizētā sistēmā ir jāsaskaņo savā starpā un ar līdzīgām pozīcijām saistītās jomās. Pilnīga darbības, ražošanas un tehnoloģisko procesu automatizācija tiek panākta, pateicoties darbību kopumam, receptēm, grafikam un optimālai tehnikas kombinācijai. Ja šis princips netiek ievērots, tiek pārkāpta ražošanas elastība un visa procesa integrēta īstenošana.

Elastīgo automatizēto tehnoloģiju iezīmes

Elastīgu ražošanas sistēmu izmantošana ir galvenā mūsdienu automatizācijas tendence. To darbības ietvaros tiek veikta tehnoloģiskā optimizācija, pateicoties visu sistēmas elementu darba saskaņotībai un iespējai ātri nomainīt instrumentus. Izmantotās metodes ļauj efektīvi pārbūvēt esošos kompleksus pēc jauniem principiem bez nopietnām izmaksām.

Radīšana un struktūra

Atkarībā no ražošanas attīstības līmeņa automatizācijas elastība tiek panākta, koordinēti un kompleksi mijiedarbojoties visiem sistēmas elementiem: manipulatoriem, mikroprocesoriem, robotiem u.c. Turklāt papildus mehanizētajai ražošanai šie procesi ietver transportēšanu, uzglabāšanu u.c. uzņēmuma nodaļas.

Pilnīguma princips

Ideālai automatizētai ražošanas sistēmai vajadzētu būt pilnīgam cikliskam procesam bez starpposma produktu pārvietošanas uz citām nodaļām. Šī principa kvalitatīvu ieviešanu nodrošina:

iekārtu daudzfunkcionalitāte, kas ļauj apstrādāt vairāku veidu izejvielas vienlaikus vienā laika vienībā;
saražoto preču izgatavojamību, samazinot nepieciešamos resursus;
ražošanas metožu unifikācija;
minimāls papildu regulēšanas darbs pēc iekārtas nodošanas ekspluatācijā.

Kompleksās integrācijas princips

Automatizācijas pakāpe ir atkarīga no ražošanas procesu mijiedarbības savā starpā un ar ārpasauli, kā arī no konkrētas tehnoloģijas integrācijas ātruma kopējā organizācijas vidē.

Neatkarīgas izpildes princips

Mūsdienu automatizētās sistēmas darbojas pēc principa: "Netraucējiet mašīnu strādāt." Faktiski visi procesi ražošanas cikla laikā ir jāveic bez cilvēka iejaukšanās, no viņa puses ir atļauta tikai minimāla kontrole.

Objekti

Ražošanu iespējams automatizēt jebkurā darbības jomā, bet datorizācija visefektīvāk darbojas saistībā ar sarežģītiem monotoniem procesiem. Šādas operācijas ir atrodamas:

vieglā un smagā rūpniecība;
degvielas un enerģijas komplekss;
lauksaimniecība;
tirdzniecība;
zāles utt.

Mehanizācija palīdz tehniskajā diagnostikā, zinātniskajā un pētnieciskajā darbībā atsevišķā uzņēmumā.

Mērķi

Automatizētu instrumentu ieviešana ražošanā, kas var uzlabot tehnoloģiskos procesus, ir galvenā progresīva un efektīva darba garantija. Ražošanas procesu automatizācijas galvenie mērķi ir:

štatu samazināšana;
darba ražīguma pieaugums, pateicoties maksimālai automatizācijai;
produktu līnijas paplašināšana;
ražošanas apjomu pieaugums;
preču kvalitātes uzlabošana;
izdevumu komponentes samazināšana;
videi draudzīgas ražošanas radīšana, samazinot kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā;
augsto tehnoloģiju ieviešana parastajā ražošanas ciklā ar minimālām izmaksām;
tehnoloģisko procesu drošības uzlabošana.

Kad šie mērķi tiek sasniegti, uzņēmums gūst lielu labumu no mehanizēto sistēmu ieviešanas un apmaksā automatizācijas izmaksas (saskaņā ar stabilu produktu pieprasījumu).

Mehanizācijas uzdevumu kvalitatīvu izpildi nosaka, ieviešot:

mūsdienīgi automatizēti līdzekļi;
individuāli izstrādātas datorizācijas metodes.

Automatizācijas pakāpe ir atkarīga no inovatīvu iekārtu integrācijas esošajā procesa ķēdē. Īstenošanas līmenis tiek novērtēts individuāli atkarībā no konkrētās produkcijas īpašībām.

Sastāvdaļas

Kā daļa no vienas automatizētas ražošanas vides uzņēmumā tiek ņemti vērā šādi elementi:

projektēšanas sistēmas, ko izmanto jaunu produktu un tehniskās dokumentācijas izstrādei;
darbgaldi ar programmu vadību, kuras pamatā ir mikroprocesori;
industriālie robotu kompleksi un tehnoloģiskie roboti;
datorizēta kvalitātes kontroles sistēma uzņēmumā;
tehnoloģiskās noliktavas ar speciālām pārkraušanas iekārtām;
vispārējā automatizētā ražošanas kontroles sistēma (APCS).

stratēģija

Automatizācijas stratēģijas ievērošana palīdz pilnveidot visu nepieciešamo procesu klāstu un gūt maksimālu labumu no datorsistēmu ieviešanas uzņēmumā. Automatizēt var tikai tos procesus, kas ir pilnībā izpētīti un analizēti, jo sistēmai izstrādātajā programmā ir jāietver dažādas vienas darbības variācijas atkarībā no vides faktoriem, resursu apjoma un visu ražošanas posmu izpildes kvalitātes.

Pēc jēdziena definēšanas, tehnoloģisko procesu izpētes un analīzes pienāk optimizācijas kārta. Nepieciešams kvalitatīvi vienkāršot struktūru, izņemot no sistēmas procesus, kas nenes nekādu vērtību. Ja iespējams, jums ir jāsamazina veikto darbību skaits, apvienojot dažas darbības vienā. Jo vienkāršāka ir struktūras kārtība, jo vieglāk to ir datorizēt. Pēc sistēmu vienkāršošanas jūs varat sākt automatizēt ražošanas procesus.

Dizains

Dizains ir galvenais ražošanas procesu automatizācijas posms, bez kura ražošanā nav iespējams ieviest sarežģītu mehanizāciju un datorizāciju. Tās ietvaros tiek izveidota īpaša shēma, kas parāda izmantoto ierīču struktūru, parametrus un galvenās īpašības. Shēma parasti sastāv no šādiem elementiem:

automatizācijas mērogs (aprakstīts atsevišķi visam uzņēmumam un atsevišķām ražošanas vienībām);
ierīču darbības vadības parametru noteikšana, kas vēlāk darbosies kā verifikācijas marķieri;
kontroles sistēmu apraksts;
automatizēto iekārtu atrašanās vietas konfigurācija;
informācija par iekārtu bloķēšanu (kādos gadījumos tas ir piemērojams, kā un kas to iedarbinās avārijas gadījumā).

Klasifikācija

Pastāv vairākas uzņēmumu datorizācijas procesu klasifikācijas, taču visefektīvāk ir šīs sistēmas nodalīt atkarībā no to ieviešanas pakāpes kopējā ražošanas ciklā. Pamatojoties uz to, notiek automatizācija:

daļēja;
komplekss;
pabeigts.

Šīs šķirnes ir tikai rūpnieciskās automatizācijas līmeņi, kas ir atkarīgi no uzņēmuma lieluma un tehnoloģiskā darba apjoma.

Daļēja automatizācija- ir ražošanas uzlabošanas darbību komplekss, kura ietvaros notiek vienas darbības mehanizācija. Tas neprasa kompleksa vadības kompleksa veidošanu un saistīto sistēmu pilnīgu integrāciju. Šajā datorizācijas līmenī cilvēku līdzdalība ir atļauta (ne vienmēr ierobežotā apjomā).

Integrēta automatizācijaļauj optimizēt lielas ražošanas vienības darbu viena kompleksa režīmā. Tās izmantošana ir attaisnojama tikai liela inovatīvā uzņēmuma ietvaros, kur tiek izmantots visuzticamākais aprīkojums, jo pat vienas mašīnas sabojāšanās riskē apturēt visu darba līniju.

Pilnīga automatizācija ir procesu kopums, kas nodrošina visas sistēmas neatkarīgu darbību, t.sk. ražošanas kontrole. Tās ieviešana ir visdārgākā, tāpēc šī sistēma tiek izmantota lielos uzņēmumos rentablas un stabilas ražošanas apstākļos. Šajā posmā cilvēku iesaistīšanās ir samazināta. Visbiežāk tas sastāv no sistēmas uzraudzīšanas (piemēram, sensoru rādījumu pārbaude, nelielu problēmu novēršana utt.).

Priekšrocības

Automatizētie procesi palielina veikto ciklisko darbību ātrumu, nodrošina to precizitāti un darbspēju neatkarīgi no vides faktoriem. Likvidējot cilvēcisko faktoru, tiek samazināts iespējamo kļūdu skaits un uzlabota darba kvalitāte. Tipisku situāciju gadījumā programma atceras darbību algoritmu un pielieto to ar maksimālu efektivitāti.

Automatizācija ļauj palielināt biznesa procesu vadības precizitāti ražošanā, aptverot lielu informācijas apjomu, kas, ja nav mehanizācijas, ir vienkārši neiespējami. Datorizētās iekārtas var veikt vairākas tehnoloģiskas operācijas vienlaikus, nemazinot procesa kvalitāti un aprēķinu precizitāti.

Procesu automatizācijas jēdziens ir nesaraujami saistīts ar globālo tehnoloģisko procesu. Bez datorizācijas sistēmu ieviešanas nav iespējama atsevišķu nodaļu un visa uzņēmuma moderna attīstība kopumā. Ražošanas mehanizācija ļauj visefektīvāk uzlabot gatavās produkcijas kvalitāti, paplašināt piedāvāto preču veidu klāstu un palielināt izlaidi.

Konference par ražošanas automatizāciju 2017. gada 28. novembrī Maskavā

Ir pamats uzskatīt, ka nākamā desmitgade būs pagrieziena punkts jaunu ražošanas pieeju izstrādē, robeža starp neautomatizētās un automatizētās ražošanas laikmetiem.

Ir pilnīgi skaidrs, ka šobrīd tam ir nobrieduši zinātniskie un tehniskie priekšnoteikumi, kas saistīti ar jaunāko automatizācijas rīku rašanos un attīstību. Tie ietver, pirmkārt, automātiskās vadības sistēmas, kuru pamatā ir rūpnieciskie kontrolieri un, protams, rūpnieciskie roboti, kas pacēluši ražošanu kvalitatīvi augstākā līmenī.

Šķiet, ka beznosacījumu progresivitātei apvienojumā ar pastiprinātu uzmanību vajadzēja nodrošināt industriālajiem robotiem uzvaras gājienu, ļaujot tiem sniegt būtisku ieguldījumu ražošanas procesu intensificēšanā, samazinot roku darba īpatsvaru. Tomēr tas vēl nenotiek vajadzīgajā apjomā. Vismaz, kas attiecas uz situāciju mūsu valstī.

Acīmredzot, automatizācijas un jo īpaši robotizētās ražošanas lēnās attīstības galvenā problēma slēpjas acīmredzamajā neatbilstībā starp darbaspēka un resursu izmaksām, no vienas puses, un reālo atdevi, no otras puses. Un to izraisīja nevis pēkšņi atklātie industriālo robotu trūkumi, bet gan kļūdaini aprēķini, kas veikti šādas produkcijas sagatavošanā. Ražošana ar tās skarbajiem likumiem neizbēgami noraida dārgus, zema ātruma un neuzticamus dizainus.

Krievija var un tai ir jāatgūst pasaules industriālās lielvaras statuss. Lai to paveiktu, ir nepieciešamas vairākas būtiskas priekšrocības - perspektīvas jomas un tehnoloģijas, attīstīta darbgaldu ražošana un galvenais - cilvēkresursi, kas spēj īstenot savus plānus. Jebkura jauna produkta radīšanas specifika, neatkarīgi no tā, vai tie ir jaunākie ieroču, jūras un lidmašīnu modeļi vai citi augsto tehnoloģiju izstrādājumi, ir tāda, ka tiek izstrādāts tikai tas, ko principā var ražot. Nav jēgas runāt par, piemēram, jaunas paaudzes cīnītāja izveidi bez atbilstoša līmeņa ekipējuma. Tādējādi jaunākās iekārtas ir pamats jaunāko tehnoloģiju radīšanai. Sistemātiska rūpnieciskā regulējuma noraidīšana, inovatīvu projektu tieša "kultivēšana" noved pie modernās rūpnieciskās ražošanas noraidīšanas: kuģu un lidmašīnu būves, kosmosa sektora, ātrgaitas dzelzceļa transporta un modernu ieroču sistēmu.

Tā kā automatizācija un robotizētā ražošana pēc būtības ir cieši saistītas ar jaunu produktu veidu izstrādi, tās spēj noteikt valsts konkurētspējas līmeni. Līdz ar to nepieciešams pētīt un izpētīt dažādu nozaru uzņēmumu ražošanas ciklus ar liela apjoma, sērijveida un maza apjoma ražošanu, lai noteiktu robotu racionālas izmantošanas jomas un noteiktu tiem funkcionālās un tehniskās prasības.

Pasaulē notiek dinamiska robotikas attīstība. Ir radīti un tiek veidoti visi jaunie ļoti efektīvie robotu modeļi un rūpnieciskie kontrolieri masveida lietošanai. To skaits strauji pieaug, jo roku darba īpatsvara samazināšana, produktivitātes palielināšana un ražošanas tempu palielināšana ir neatliekams uzdevums efektīvai rūpnieciskai ražošanai attīstītajās postindustriālajās valstīs. Tajā pašā laikā daudzos gadījumos tieši tehnoloģiju parādīšanās stimulē jaunu produktu veidu attīstību. Pilnveidotās tehnoloģijas nosaka ražošanas izmaksas un galu galā arī valsts ekonomikas efektivitāti un konkurētspēju kopumā. Tādējādi šī virziena veidošanās dos impulsu plaukstošajai nozarei un liks pamatus tās dinamiskai attīstībai.

Rūpnieciskās ražošanas attīstību nosaka darba ražīguma pieaugums. Tehnoloģiskās darbības produktivitāte jebkurā nozarē ir atkarīga no laika, kas pavadīts galveno funkcionālo darbību veikšanai (galvenais laiks), palīgdarbībām (palīglaiks) un laika zudumiem nepietiekamas darba organizācijas (organizācijas zaudējumi) un ilgtermiņa darbības rezultātā. dažas papildu darbības (pašu zaudējumi). Galvenā laika samazināšanu var panākt, uzlabojot apstrādes tehnoloģiju, kā arī veicot konstrukcijas izmaiņas iekārtās. Organizatorisko laika zudumu minimizēšana ietver rūpīgu ražošanas organizēšanas nosacījumu izpēti, materiālu un komponentu piegādi, izveidotās sadarbības saites un daudz ko citu, savukārt palīglaika un pašu zaudējumu samazināšana ir saistīta ar ražošanas mehanizāciju un automatizāciju. Ražošanas automatizācija ir iespējama tikai pamatojoties uz jaunākajiem zinātnes un tehnikas sasniegumiem, progresīvu tehnoloģiju izmantošanu un progresīvas ražošanas pieredzes izmantošanu. Nu, elastīga automatizācija, savukārt, ļauj ātri pārkonfigurēt ražošanu tehnoloģisko funkciju veikšanai ar noteiktu apstrādes jaudu, pamatojoties uz maksimālu datortehnoloģiju un elektronikas izmantošanu.

Ņemot vērā to, ka datortehnoloģijas attīstās strauji un nekas neliedz tās izmantot kopā ar tehnoloģiskajām iekārtām, varam secināt, ka tuvākajā nākotnē cilvēku līdzdalība ražošanas procesos tiks samazināta līdz minimumam. Tuvākās nākotnes uzņēmumi ir pilnībā automatizētas darbnīcas ar elastīgu ražošanas organizāciju, kuras apkalpo robotu grupas ar vienu vadības centru.

JAUNI IZAICINĀJUMI – JAUNI RISINĀJUMI

Ražošanas automatizācija ievērojami palielina tās efektivitāti. Tas saistīts, no vienas puses, ar ražošanas organizācijas uzlabošanu, līdzekļu apgrozījuma paātrināšanos un pamatlīdzekļu labāku izmantošanu, no otras puses ar pārstrādes, algu un enerģijas izmaksu samazināšanos. izmaksas. Trešais svarīgais faktors ir ražošanas kultūras līmeņa paaugstināšanās, produkcijas kvalitāte u.c.

CNC mašīnas ir kļuvušas par simbolu virzībai uz inovatīvu ražošanas organizāciju. Tomēr, neskatoties uz to pielietojuma apjomu un vispusību, šodien tie nav nozīmīgākais sasniegums automatizācijas jomā. Aizkulisēs ir programmējami kontrolieri, mikroprocesori, procesu datori un loģiskās vadības sistēmas, kas šajā jomā ir vēl veiksmīgāki un plašāk izmantoti. Tajā pašā laikā visas uzskaitītās ierīces var uzskatīt par vienas elastīgas automatizācijas iekārtu saimes locekļiem, kas būtiski maina esošo rūpnieciskās ražošanas sistēmu.

Jau ir pierādīts, ka industriālo robotu izmantošana ne tikai paaugstina in-line ražošanas automatizācijas līmeni, bet arī ļauj efektīvāk izmantot tehnoloģiskās iekārtas un, pamatojoties uz to, būtiski paaugstināt darba ražīgumu. Robotu izmantošana atrisina arī problēmu nodrošināt personālu sarežģītām un bīstamām darbībām.

Industriālo robotu radīšanas un pielietošanas jomā mūsu valsts vēl ir sākuma stadijā, tāpēc ir jāveic liela apjoma izpēte un attīstība, jāizstrādā sava standarta risinājumu bāze. Līdz ar universālo robotu izstrādi nepieciešams organizēt speciālo iekārtu standarta modeļu (pneimatiskie satvērēji, stacionārās ierīces un tamlīdzīgas ierīces) ražošanu, kas vēl vairāk paplašinās automatizācijas iespējas. Turklāt vienkāršu darbību veikšanai būtu jāizstrādā vienkāršoti robotu un mehānisko satvērēju modeļi.

Vienkārša darba vietu automatizācija jau vairs nav piemērota ražošanas vadītājiem. Kāpēc? Galu galā atbrīvotais laiks ir vissvarīgākais faktors, kas ietekmē rūpniecības uzņēmuma efektivitāti. Taču ekonomiskais efekts no lokālās, “gabalainās” automatizācijas ir minimāls, jo projektēšanas process saglabājas klasiski konsekvents: projektētāji veido dokumentāciju, nodod tehnologiem, nodod atpakaļ labošanai, izlaboto dokumentāciju atdod tehnologiem, viņi sagatavo tehnoloģisko dokumentāciju, saskaņot ar piegādātājiem un ekonomistiem utt.. Tālāk. Rezultātā ne pilnu ekonomisko atdevi, ne tiešām būtisku ražošanas, automatizācijas sagatavošanas laika samazinājumu nenes, lai gan pozitīvs efekts tiek panākts jebkurā gadījumā.

Nedrīkst aizmirst, ka sarežģītu, augsto tehnoloģiju produktu izstrāde un sagatavošana ražošanai ir kolektīvs un savstarpēji saistīts process, kurā piedalās desmitiem un simtiem uzņēmuma vai pat uzņēmumu grupas speciālistu. Produkta izstrādes laikā rodas vairākas grūtības, kas ietekmē kopējos panākumus. Pirmkārt, tā ir nespēja saskatīt galvenos attīstības procesā iesaistītos resursus to faktiskajā stāvoklī noteiktā brīdī. Tā ir arī speciālistu komandas kopīga darba organizēšana, iesaistot uzņēmumus, kas piegādā jebkuras sastāvdaļas izstrādātajam produktam. Ir tikai viens veids, kā būtiski samazināt sagatavošanās laiku šādai ražošanai - ar paralēlu darbu izpildi un visu procesa dalībnieku ciešu mijiedarbību. Līdzīgu problēmu var atrisināt, izveidojot vienotu uzņēmuma informācijas telpu, sava veida digitālo datu masīvu par produktiem.

KUR SĀKT AUTOMATIZĀCIJU

Zemāk ir īss algoritms, kas ļauj saprast, kas ir jānoskaidro, lai uzsāktu rūpnīcas automatizācijas projekta realizāciju.

1. Vispirms jāizvērtē automatizācijas objekts – kas jānomaina, kāds aprīkojums jāiegādājas un kas var paaugstināt uzņēmuma produktivitāti.

2. Pamatojoties uz izstrādāto darba uzdevumu, nepieciešams izvēlēties optimālākos elementus uzdevumu risināšanai. Tie var būt speciāli sensori un rīki, lai uzraudzītu, piemēram, iekārtu darbību, kā arī dažādi komplekti visas saņemtās informācijas tālākai savākšanai un apstrādei, speciālas ierīces saskarnes nodrošināšanai – vadības panelis normālai ražošanas dispečeru darbībai. utt.

3. Noformēt projekta dokumentāciju - automatizācijas shēmu, vēlams ciklogrammu veidā, elektriskās shēmas shēmu, sistēmu vadības vadības aprakstu.

4. Nākamais solis ir programmu izstrāde, kas palīdzēs ieviest vadības algoritmus katrai konkrētai iekārtai (apakšējā vadības stadija). Pēc tam tiek sastādīts vispārīgs algoritms saņemto datu savākšanai un apstrādei (ražošanas vadības augšējais posms).

5. Kad viss iepriekš minētais ir izdarīts, vēlams sākt nodrošināt nepieciešamā aprīkojuma krājumus. Turklāt tā nodošana ekspluatācijā jāveic saskaņā ar iepriekš noteiktām un stingri noteiktām prioritātēm.

6. Nepieciešams automatizēt visus ražošanas procesa posmus, programmatiski kombinējot vadības sistēmas katram atsevišķam līmenim, paredzot tām elastīgu transformāciju iespēju.

TIPISKĀS PROBLĒMAS UN IETEIKUMI TO PĀRVĒRŠANAI

Uzņēmums Solver jau 20 gadus automatizē mašīnbūves uzņēmumu ražošanu. Pieredze rāda, ka objektīvie faktori, kas kavē automatizācijas projektu veiksmīgu ieviešanu, ir:

Uzņēmuma komandas nevēlēšanās pieņemt automatizāciju kā nepieciešamo un pietiekamu ražošanas cikla rīku šajā uzņēmuma attīstības posmā;

Pietiekama skaita kompetentu speciālistu trūkums automatizācijas jomā;

Bieži vien uzņēmumam nav skaidras izpratnes par automatizācijas darbību galīgajiem mērķiem.

Uzņēmums Solver ir formulējis vairākus pamatprincipus, kas ļauj racionāli aplūkot robotikas problēmas, un postulātus, kas jāievēro, strādājot cauri ražošanas automatizācijas posmiem.

1. Robotiskajiem instrumentiem ne tikai jāaizstāj cilvēks vai jāatdarina viņa darbības, bet arī ātrāk un labāk jāveic šīs ražošanas funkcijas. Tikai tad tie būs patiesi efektīvi. Tādējādi tiek sasniegts gala rezultāta princips.

2. Pieejas sarežģītība. Visas svarīgākās ražošanas procesa sastāvdaļas - tehnoloģijas, ražošanas telpas, palīgiekārtas, vadības un apkopes sistēmas - ir jāapsver un galu galā jāatrisina jaunā, augstākā līmenī. Viena ražošanas procesa sastāvdaļa, kas nav izstrādāta atbilstošā līmenī, var padarīt visu automatizācijas pasākumu kompleksu neefektīvu. Gan industriālie roboti, gan automatizētās vadības sistēmas ir jāievieš, ņemot vērā tehnoloģiju un dizaina progresu un kopumā jāpielāgojas ražošanas prasībām – tikai tad tās būs efektīvas.

3. Un pats galvenais ir nepieciešamības princips. Robotizācijas rīki, tostarp perspektīvākie un progresīvākie, ir jāizmanto nevis tur, kur tos var pielāgot, bet gan tur, kur no tiem nevar iztikt.

Rakstu vēlos beigt ar šādu secinājumu. Neviens nespēj detalizēti un precīzi aprakstīt superindustriālo sabiedrību, kas mūsdienās veidojas. Taču jau šobrīd jāsaprot, ka pārskatāmā nākotnē sabiedrība no masu rūpnīcas sistēmas pāries uz unikālu gabalražošanu, intelektuālo darbu, kura pamatā būs informācija, supertehnoloģijas, kā arī augsta ražošanas automatizācijas pakāpe. Cits ceļš nav paredzēts.

1. nodaļa. Automatizētās ražošanas veidošanas principi

1. daļa. Automātiskās vadības teorijas pamati

Automatizācija- zinātnes un tehnikas nozare, kas aptver mašīnu un tehnoloģisko procesu automātiskās vadības līdzekļu un sistēmu teoriju un ierīces. Tas radās 19. gadsimtā, kad parādījās mehanizētā ražošana, kuras pamatā bija vērpšanas un aušanas mašīnas, tvaika dzinēji utt., kas aizstāja roku darbu un ļāva palielināt tās produktivitāti.

Pirms automatizācijas vienmēr notiek pilnas mehanizācijas process – tāds ražošanas process, kurā cilvēks netērē fiziskus spēkus darbību veikšanai.

Attīstoties tehnoloģijām, procesu un mašīnu kontroles funkcijas ir paplašinājušās un kļuvušas sarežģītākas. Cilvēks daudzos gadījumos nav spējis vadīt mehanizēto ražošanu bez īpašām papildu ierīcēm. Tas noveda pie automatizētas ražošanas rašanās, kurā darbinieki tiek atbrīvoti ne tikai no fiziskā darba, bet arī no mašīnu, iekārtu, ražošanas procesu un operāciju kontroles, kā arī to vadīšanas funkcijām.

Ar ražošanas procesu automatizāciju tiek saprasts tehnisko pasākumu kopums jaunu tehnoloģisko procesu izstrādei un ražošanas izveidei, pamatojoties uz augstas veiktspējas iekārtām, kas veic visas galvenās darbības bez tiešas cilvēka līdzdalības.

Automatizācija veicina ievērojamu darba ražīguma pieaugumu, uzlabojot produktu kvalitāti un darba apstākļus cilvēkiem.

Lauksaimniecībā, pārtikas un pārstrādes rūpniecībā tiek automatizēta temperatūras, mitruma, spiediena, ātruma kontroles un pārvietošanas kontrole un vadība, kvalitatīva šķirošana, iepakošana un daudzi citi procesi un darbības, nodrošinot to augstāku efektivitāti, darbaspēka un izmaksu ietaupījumu.

Automatizētajai ražošanai, salīdzinot ar neautomatizēto ražošanu, ir noteikta specifika:

Lai tie būtu efektīvāki, tiem būtu jāaptver neviendabīgākas darbības;

Ir rūpīgi jāizpēta tehnoloģija, jāanalizē ražotnes, satiksmes ceļi un darbības, jānodrošina procesa uzticamība noteiktā kvalitātē;

Ar plašu preču klāstu un darbu sezonalitāti tehnoloģiskie risinājumi var būt daudzveidīgi;

Pieaug prasības skaidram un labi koordinētam dažādu ražošanas dienestu darbam.

Projektējot automatizēto ražošanu, jāievēro šādi principi:

1. Pilnības princips. Jums jācenšas visas darbības veikt vienā automatizētajā ražošanas sistēmā bez starpproduktu pārvietošanas uz citām nodaļām. Lai īstenotu šo principu, ir jānodrošina:

Produkta izgatavojamība, t.i. tā izgatavošanai jātērē minimālais materiālu daudzums, laiks un nauda;

Produkta apstrādes un kontroles metožu unifikācija;

Iekārtu veida paplašināšana ar paaugstinātām tehnoloģiskajām iespējām vairāku veidu izejvielu vai pusfabrikātu pārstrādei.

2. Zemas darbības tehnoloģijas princips. Jāsamazina izejvielu un pusfabrikātu starpapstrādes darbību skaits un jāoptimizē to piegādes ceļi.

3. Mazāk cilvēku tehnoloģiju princips. Automātiskas darbības nodrošināšana visā produkta ražošanas ciklā. Lai to izdarītu, ir nepieciešams stabilizēt ievades izejvielu kvalitāti, uzlabot iekārtu uzticamību un procesa informatīvo atbalstu.

4. Bezproblēmu tehnoloģijas princips. Vadības objektam pēc nodošanas ekspluatācijā papildu regulēšanas darbi nevajadzētu būt.

5. Optimalitātes princips. Visi kontroles objekti un ražošanas pakalpojumi ir pakļauti vienam optimāluma kritērijam, piemēram, ražot tikai augstākās kvalitātes produktus.

6. Grupu tehnoloģijas princips. Nodrošina ražošanas elastību, t.i. iespēja pārslēgties no viena produkta izlaišanas uz cita produkta izlaišanu. Principa pamatā ir darbību kopība, to kombinācijas un receptes.

Sērijveida un maza apjoma ražošanu raksturo automatizētu sistēmu izveide no universālām un agregātajām iekārtām ar savstarpējām tvertnēm. Šo aprīkojumu var noregulēt atkarībā no apstrādājamā izstrādājuma.

Produkcijas lielapjoma un masveida ražošanai tiek izveidota automatizēta ražošana no speciālām iekārtām, ko vieno stingrs savienojums. Šādās nozarēs tiek izmantotas augstas veiktspējas iekārtas, piemēram, rotācijas iekārtas šķidrumu ieliešanai pudelēs vai maisos.

Iekārtas funkcionēšanai nepieciešams starptransports izejvielām, pusfabrikātiem, detaļām, dažādiem medijiem.

Atkarībā no starptransporta automatizētā ražošana var būt:

Ar transportēšanu no gala līdz galam bez izejvielu, pusfabrikātu vai mediju pārkārtošanas;

Ar izejvielu, pusfabrikātu vai mediju pārkārtošanu;

ar starptvertni.

Pēc iekārtu izkārtojuma (apkopošanas) veidiem izšķir automatizēto ražošanu:

Vienvītnes;

Paralēlā agregācija;

Daudzpavedienu.

Vienplūsmas iekārtas ekspluatācijas laikā atrodas secīgi. Lai palielinātu viena vītnes ražošanas produktivitāti, darbību var veikt paralēli tāda paša veida iekārtām.

Vairāku vītņu ražošanā katrs pavediens veic līdzīgas funkcijas, taču darbojas neatkarīgi viens no otra.

Lauksaimniecības produkcijas ražošanas un pārstrādes iezīme ir strauja to kvalitātes pazemināšanās, piemēram, pēc lopu kaušanas vai augļu noņemšanas no kokiem. Tam nepieciešamas tādas iekārtas, kurām būtu augsta mobilitāte (spēja ražot plašu produktu klāstu no viena veida izejvielām un apstrādāt dažāda veida izejvielas uz viena veida iekārtām).

Lai to izdarītu, tiek izveidotas pārkonfigurējamas ražošanas sistēmas, kurām ir automatizētas pārkonfigurācijas īpašība. Šādu sistēmu organizatoriskais modulis ir ražošanas modulis, automatizēta līnija, automatizēta sadaļa vai darbnīca.

ražošanas modulis viņi sauc sistēmu, kas sastāv no tehnoloģisko iekārtu bloka, kas aprīkots ar automatizētu programmu vadības ierīci un tehnoloģiskā procesa automatizāciju, autonomi funkcionējošu un spēju integrēties augstāka līmeņa sistēmā (1.1. att.).

1.1.attēls - Ražošanas moduļa struktūra: 1- iekārta vienas vai vairāku operāciju veikšanai; 2- vadības ierīce; 3- iekraušanas un izkraušanas iekārta; 4 - transportēšanas un uzglabāšanas ierīce (starpjauda); 5- kontroles un mērīšanas sistēma.

Ražošanas modulis var ietvert, piemēram, žāvēšanas kameru, mērīšanas sistēmu, lokāli kontrolētu pārkraušanas un transportēšanas sistēmu vai sajaukšanas iekārtu ar līdzīgu papildu aprīkojumu.

Īpašs ražošanas moduļa gadījums ir ražošanas šūna- moduļu kombinācija ar vienotu iekārtu darbības režīmu mērīšanas sistēmu, transportēšanas-akumulācijas un iekraušanas-izkraušanas sistēmām (1.2.att.). Ražošanas šūnu var integrēt augstāka līmeņa sistēmās.

Attēls 1.2 - Ražošanas šūnas struktūra: 1- iekārta vienas vai vairāku operāciju veikšanai; 2- uztveršanas piltuve; 3-iekraušanas un izkraušanas ierīce; 4- konveijers; 5- starpjauda; 6 - vadības dators; 7- kontroles un mērīšanas sistēma.

Automatizēta līnija- pārkonfigurējama sistēma, kas sastāv no vairākiem ražošanas moduļiem vai šūnām, ko apvieno viena transporta un uzglabāšanas sistēma un automātiskā procesa vadības sistēma (APCS). Automatizētās līnijas aprīkojums atrodas pieņemtajā tehnoloģisko darbību secībā. Automatizētās līnijas struktūra ir parādīta 1.3. attēlā.

Atšķirībā no automatizētās līnijas, pārkonfigurējamā automatizētā sadaļa nodrošina iespēju mainīt tehnoloģisko iekārtu lietošanas secību. Līnijā un posmā var būt atsevišķi funkcionējoši tehnoloģisko iekārtu bloki. Automatizētās sadaļas struktūra ir parādīta 1.4. attēlā.