Automatyzacja procesów produkcyjnych i produkcyjnych. Automatyzacja procesów technologicznych i produkcji

1. Cechy projektowania procesów technologicznych w warunkach zautomatyzowanej produkcji

Podstawą automatyzacji produkcji są procesy technologiczne (TP), które muszą zapewnić wysoką produktywność, niezawodność, jakość i efektywność wytwarzania produktów.

Cechą charakterystyczną obróbki i montażu TP jest ścisła orientacja części i narzędzi względem siebie w przepływie pracy (pierwsza klasa procesów). Obróbka cieplna, suszenie, malowanie itp., w przeciwieństwie do obróbki i montażu, nie wymagają ścisłej orientacji części (druga klasa procesów).

TP jest klasyfikowana przez ciągłość na dyskretną i ciągłą.

Rozwój TP AP w porównaniu z technologią produkcji niezautomatyzowanej ma swoją specyfikę:

1. Zautomatyzowane TP obejmuje nie tylko heterogeniczne operacje obróbki, ale także obróbkę ciśnieniową, obróbkę cieplną, montaż, kontrolę, pakowanie, a także transport, magazynowanie i inne operacje.

2. Wymagania dotyczące elastyczności i automatyzacji procesów produkcyjnych dyktują potrzebę kompleksowego i szczegółowego badania technologii, dogłębnej analizy obiektów produkcyjnych, badania tras i technologii eksploatacji, zapewnienia niezawodności i elastyczności procesu wytwarzania wyrobów z zachowaniem podana jakość.

3. Przy szerokiej gamie produktów rozwiązania technologiczne są wielowymiarowe.

4. Zwiększa się stopień integracji pracy różnych działów technologicznych.

Podstawowe zasady budowy technologii obróbki w APS

1.Zasada zupełności . Powinna dążyć do wykonywania wszystkich operacji w ramach tej samej APS bez pośredniego przekazywania półproduktów do innych jednostek lub biur pomocniczych.

2.Zasada technologii niskooperacyjnej. Utworzenie TP z maksymalną możliwą konsolidacją działalności, przy minimalnej liczbie operacji i instalacji w eksploatacji.

3.Zasada technologii „małych ludzi”. Zapewnienie automatycznej pracy APS w całym cyklu produkcyjnym.

4.Zasada technologii „bez debugowania” . Opracowywanie rozwiązań technicznych niewymagających debugowania na stanowiskach pracy.

5.Zasada technologii aktywnie kontrolowanej. Organizacja zarządzania TP i korygowanie decyzji projektowych na podstawie informacji roboczych o postępach TP. Można korygować zarówno parametry technologiczne powstałe na etapie kontroli, jak i początkowe parametry technologicznego przygotowania produkcji (TPP).

6.Zasada optymalności . Podejmowanie decyzji na każdym etapie zarządzania TPP i TP w oparciu o jedno kryterium optymalności.

Oprócz zasad branych pod uwagę dla technologii APS, charakterystyczne są również inne zasady: technologia komputerowa, bezpieczeństwo informacji, integracja, dokumentacja elektroniczna, technologia grupowa.

2. Typowy i grupowy TP

Typowanie procesów technologicznych na grupy części o podobnych konfiguracjach i cechach technologicznych przewiduje ich wytwarzanie według tego samego procesu technologicznego, opartego na wykorzystaniu najbardziej zaawansowanych metod obróbki i zapewniającego osiągnięcie najwyższej produktywności, ekonomiczności i jakości. Typizacja opiera się na zasadach obróbki poszczególnych powierzchni elementarnych oraz zasadach przypisywania kolejności obróbki tych powierzchni. Typowe TC są wykorzystywane głównie w produkcji masowej i masowej.

Zasada technologii grupowej leży u podstaw technologii produkcji rekonfigurowalnej - małej i średniej skali. W przeciwieństwie do typizacji TP z technologią grupową, cechą wspólną jest wspólność obrabianych powierzchni i ich kombinacji. Dlatego metody obróbki grupowej są typowe dla obróbki części o szerokim zakresie.

Zarówno typizacja TP, jak i metoda technologii grupowej są głównymi kierunkami unifikacji rozwiązań technologicznych podnoszących efektywność produkcji.

Klasyfikacja części

Klasyfikacja prowadzona jest w celu określenia grup części technologicznie jednorodnych do ich wspólnej obróbki w grupowym środowisku produkcyjnym. Przeprowadza się ją w dwóch etapach: klasyfikacja pierwotna, czyli kodowanie szczegółów badanej produkcji według cech konstrukcyjnych i technologicznych; klasyfikacja wtórna, czyli grupowanie części o takich samych lub nieco innych cechach klasyfikacyjnych.

Przy klasyfikowaniu części należy wziąć pod uwagę następujące cechy: konstrukcyjne - wymiary całkowite, waga, materiał, rodzaj obróbki i obrabiany przedmiot; liczba operacji przetwarzania; dokładność i inne wskaźniki.

Grupowanie części odbywa się w następującej kolejności: wybór zestawu części na poziomie klasy, np. korpusy obrotowe do obróbki skrawaniem; dobór zestawu części na poziomie podklasy np. części typu wałka; klasyfikacja części według kombinacji powierzchni, na przykład wałów z kombinacją gładkich powierzchni cylindrycznych; grupowanie według gabarytów z zaznaczeniem obszarów o maksymalnym zagęszczeniu rozkładu wielkości; wyznaczanie według diagramu obszarów o największej liczbie nazw części.

Wytwarzalność projektów wyrobów w warunkach awaryjnych

Projekt produktu jest uważany za możliwy do wyprodukowania, jeśli jego produkcja i eksploatacja wymagają minimalnych nakładów materiałowych, czasu i pieniędzy. Ocena możliwości produkcyjnych jest przeprowadzana według kryteriów jakościowych i ilościowych osobno dla półfabrykatów, części obrabianych, zespołów montażowych.

Detale przeznaczone do obróbki w AM muszą być zaawansowane technologicznie, tj. proste w kształcie, wymiarach, składać się ze standardowych powierzchni i charakteryzować się maksymalnym wykorzystaniem materiału.

Montowane części powinny mieć jak najwięcej standardowych powierzchni przyłączeniowych, jak najprostsze elementy orientacji zespołów montażowych i części.

3. Cechy projektowania procesów technologicznych wytwarzania części na liniach automatycznych i maszynach CNC

Linia automatyczna to stale działający kompleks połączonych ze sobą urządzeń i systemów sterowania, gdzie konieczna jest pełna synchronizacja czasu operacji i przejść. Najskuteczniejszymi metodami synchronizacji są koncentracja i różnicowanie TP.

Zróżnicowanie procesu technologicznego, uproszczenie i synchronizacja przejść są niezbędnymi warunkami niezawodności i produktywności. Nadmierne zróżnicowanie prowadzi do komplikacji sprzętu serwisowego, wzrostu obszarów i wolumenu obsługi. Celową koncentrację operacji i przejść, bez praktycznego zmniejszania produktywności, można przeprowadzić przez agregację, przy użyciu regulacji wielonarzędziowych.

W celu zsynchronizowania pracy w linii automatycznej (AL) wyznacza się narzędzie ograniczające, ogranicznik oraz odcinek ograniczający, według którego ustala się rzeczywisty cykl wyjściowy AL (min) wg wzoru

gdzie F - rzeczywisty fundusz wyposażenia, h; N- program wydawniczy, szt.

W celu zapewnienia wysokiej niezawodności AL podzielono na sekcje, które są połączone ze sobą za pomocą urządzeń magazynujących, które zapewniają tzw. elastyczne połączenie między sekcjami, zapewniające niezależną pracę sąsiednich sekcji w przypadku awarii jednej z nich. W obrębie terenu utrzymywane jest sztywne połączenie. W przypadku sprzętu połączonego na stałe ważne jest zaplanowanie harmonogramu i czasu trwania planowanych przestojów.

Maszyny CNC zapewniają wysoką precyzję i jakość produktów oraz mogą być stosowane w obróbce skomplikowanych części o precyzyjnych konturach stopniowanych lub zakrzywionych. Zmniejsza to koszty przetwarzania, kwalifikacje i liczbę personelu. Cechy obróbki części na maszynach CNC są zdeterminowane cechami samych maszyn, a przede wszystkim ich systemów CNC, które zapewniają:

1) skrócenie czasu regulacji i ponownej regulacji sprzętu; 2) zwiększenie złożoności cykli przetwarzania; 3) możliwość realizacji ruchów cyklicznych o złożonej trajektorii krzywoliniowej; 4) możliwość unifikacji systemów sterowania (CS) obrabiarek z CS innych urządzeń; 5) możliwość wykorzystania komputera do sterowania maszynami CNC wchodzących w skład APS.

Podstawowe wymagania dotyczące technologii i organizacji obróbki w rekonfigurowalnym APS na przykładzie wytwarzania podstawowych części znormalizowanych

Rozwój technologii w APS charakteryzuje się podejściem zintegrowanym - szczegółowym badaniem nie tylko głównych, ale także pomocniczych operacji i przejść, w tym transportu produktów, ich kontroli, przechowywania, testowania i pakowania.

Aby ustabilizować i poprawić niezawodność przetwarzania, stosuje się dwie główne metody budowy TP:

1) użycie sprzętu, który zapewnia niezawodne przetwarzanie prawie bez interwencji operatora;

2) regulacja parametrów TP w oparciu o kontrolę produktów podczas samego procesu.

Aby zwiększyć elastyczność i wydajność, APS stosuje zasadę technologii grupowej.

4. Cechy rozwoju procesu technologicznego dla zautomatyzowanego i zrobotyzowanego montażu

Zautomatyzowany montaż produktów odbywa się na maszynach montażowych i AL. Ważnym warunkiem opracowania racjonalnego TP dla zautomatyzowanego montażu jest ujednolicenie i normalizacja połączeń, czyli doprowadzenie ich do pewnego zakresu typów i dokładności.

Główną różnicą w produkcji zrobotyzowanej jest zastąpienie monterów robotami montażowymi i wykonanie sterowania robotami sterującymi lub automatycznymi urządzeniami sterującymi.

Montaż zrobotyzowany powinien odbywać się na zasadzie całkowitej wymienności lub (rzadziej) na zasadzie wymienności grupowej. Możliwość dopasowania, regulacja jest wykluczona.

Realizacja operacji montażowych powinna przebiegać od prostych do złożonych. W zależności od złożoności i gabarytów produktów dobierana jest forma organizacji montażu: stacjonarna lub transportowa. W skład RTK wchodzą urządzenia i osprzęt montażowy, system transportu, operacyjne roboty montażowe, roboty sterujące oraz system sterowania.

1. Poziomy automatyzacji i ich cechy wyróżniające

Automatyzacja procesów produkcyjnych może odbywać się na różnych poziomach.

Automatyzacja ma tzw. poziom zerowy - jeśli udział człowieka w produkcji jest wykluczony tylko podczas wykonywania ruchów roboczych (obrót wrzeciona, ruch posuwu narzędzia itp.). Taka automatyzacja nazywana jest mechanizacją. Można powiedzieć, że mechanizacja to automatyzacja ruchów roboczych. Wynika z tego, że automatyzacja wiąże się z mechanizacją.

Automatyzacja pierwszego poziomu ogranicza się do tworzenia urządzeń, których celem jest wykluczenie udziału człowieka podczas wykonywania pracy na biegu jałowym na indywidualnym sprzęcie. Taka automatyzacja nazywana jest automatyzacją cyklu pracy w produkcji seryjnej i masowej.

W postaci czasu pomocniczego t in oraz czasu utrzymania t itp. brane są pod uwagę przegrzania spoczynkowe w normie etatu, które determinują pracochłonność operacji:

gdzie t o jest głównym czasem, który uwzględnia czas ruchów roboczych, t o \u003d t p.x; t w czasie pomocniczym obejmuje wycofanie i dostawę narzędzi, załadunek i kontrolę sprzętu; t tj. czas konserwacji poświęcony na wymianę narzędzi, konfigurację sprzętu, usuwanie odpadów i zarządzanie nimi; t czas konserwacji sprzętu organizacyjnego; t odd - czas odpoczynku pracownika.

Na pierwszym poziomie automatyzacji pracujące maszyny nie są jeszcze połączone automatyczną komunikacją. Dlatego transport i kontrola obiektu produkcyjnego odbywa się przy udziale osoby. Na tym poziomie tworzone i wykorzystywane są automaty i półautomaty. Na automatach cykl pracy jest wykonywany i powtarzany bez interwencji człowieka. W przypadku maszyn półautomatycznych do zakończenia i powtórzenia cyklu pracy wymagana jest interwencja człowieka.

Na przykład nowoczesna tokarka wielowrzecionowa wykonuje toczenie, wiercenie, pogłębianie. rozwiercanie i gwintowanie na półfabrykacie. Taka automatyka może zastąpić do 10 maszyn uniwersalnych dzięki automatyzacji i połączeniu ruchów jałowych i roboczych, dużej koncentracji operacji.

Automatyzacja drugiego poziomu to automatyzacja procesów technologicznych. Na tym poziomie rozwiązywane są zadania automatyzacji transportu, kontroli zakładu produkcyjnego, usuwania odpadów i zarządzania systemami maszyn. Jako urządzenia technologiczne tworzone i wykorzystywane są automatyczne linie, elastyczne systemy produkcyjne (FPS).

Linia automatyczna to automatycznie działający system maszyn zainstalowanych w ciągu technologicznym i połączonych środkami transportu, załadunku, kontroli, zarządzania i utylizacji odpadów. Na przykład linia do obróbki przekładni zębatej stożkowej samochodowej skrzyni biegów zwalnia do 20 pracowników i zwraca się w ciągu trzech lat przy odpowiednim programie produkcyjnym.

Linia automatyczna składa się z osprzętu technologicznego, który jest montowany do określonego rodzaju transportu i połączony z nim urządzeniami załadowczymi (manipulatory, tace, podnośniki). W skład linii oprócz stanowisk roboczych wchodzą stanowiska spoczynkowe, które są niezbędne do kontroli i konserwacji linii.

Jeśli linia zawiera pozycje z udziałem osoby, oko nazywa się zautomatyzowane.

Trzeci poziom automatyzacji to kompleksowa automatyzacja, która obejmuje wszystkie etapy i ogniwa procesu produkcyjnego, od procesów zakupowych po testowanie i wysyłkę gotowych produktów.

Złożona automatyzacja wymaga opanowania wszystkich poprzednich poziomów automatyzacji. Wiąże się to z wysokim technicznym wyposażeniem produkcji i wysokimi kosztami kapitałowymi. Taka automatyzacja jest skuteczna w przypadku wystarczająco dużych programów do wytwarzania produktów o stabilnej konstrukcji i wąskim zakresie (produkcja łożysk, pojedynczych zespołów maszyn, elementów wyposażenia elektrycznego itp.).

Jednocześnie to właśnie złożona automatyzacja pozwala zapewnić rozwój całej produkcji, ponieważ charakteryzuje się ona najwyższą efektywnością nakładów inwestycyjnych. Aby pokazać możliwości takiej automatyzacji, weźmy jako przykład 13m: magiczną fabrykę do produkcji ram samochodowych w Stanach Zjednoczonych. Przy wypuszczaniu do 10 000 ram dziennie, zakład zatrudnia 160 osób, które składają się głównie z inżynierów i monterów. W pracy bez użycia skomplikowanej automatyzacji do realizacji tego samego programu produkcyjnego potrzeba co najmniej 12 000 osób.

Na trzecim poziomie automatyzacji rozwiązane są zadania automatyzacji magazynowania i transportu międzysklepowego produktów z automatycznym adresowaniem, przetwarzaniem odpadów i zarządzaniem produkcją w oparciu o powszechne zastosowanie komputerów. Na tym poziomie interwencja człowieka sprowadza się do utrzymania sprzętu i utrzymania go w sprawności.

2. Rozwój automatyzacji w kierunku elastyczności technologicznej i powszechnego wykorzystania komputerów

Elastyczne systemy produkcyjne to zestaw urządzeń technologicznych i systemów zapewniających jego działanie w trybie automatycznym przy wytwarzaniu produktów zmieniających się w nomenklaturze. Rozwój GPS zmierza w kierunku technologii bezzałogowej, która zapewnia działanie sprzętu przez określony czas bez udziału operatora.

Dla każdego produktu, przy zadanych wymaganiach co do ilości i jakości produktów, można opracować różne warianty FMS, różniące się metodami i drogami przetwarzania, sterowania i montażu, stopniem zróżnicowania i koncentracji operacji procesu technologicznego, rodzajem układy transportowo-ładunkowe, liczba pojazdów obsługi (OTS), charakter połączeń międzyagregatowych i międzysekcyjnych, rozwiązania konstrukcyjne mechanizmów i urządzeń głównych i pomocniczych, zasady budowy układu sterowania.

Poziom techniczny i sprawność WSP określają takie wskaźniki, jak jakość produktów, wydajność WSP i jej niezawodność, struktura przepływu komponentów wchodzących na jej wejście. Mając na uwadze te kryteria, pojawiają się takie problemy, jak wybór rodzaju i ilości urządzeń procesowych, magazynowanie międzyoperacyjne, ich pojemność i lokalizacja, liczba operatorów usług, struktura i parametry systemu transportowo-magazynowego itp. ., należy rozwiązać.

Elastyczne systemy produkcyjne można budować z wymiennych, uzupełniających się lub mieszanych komórek.

Rysunek przedstawia schemat elastycznego systemu dwóch wymiennych centrów obróbczych (MC) tego samego typu. Centra obróbcze obsługiwane są przez dwa wózki transportowe (robocary), które wspomagają ruch strumieni materiałów (części, detale, narzędzia). Powszechne jest sterowanie automatyczne. Jeśli dozwolone są operacje ręczne, operator musi mieć pewną swobodę. Zarządzanie wspólną pracą OC i systemu transportowego odbywa się z komputera centralnego.

W ogólnym przypadku sterowanie robotami odbywa się z komputera centralnego poprzez urządzenie pośredniczące lub z lokalnego systemu sterowania (LCS). Przekazywanie poleceń do robocarów może odbywać się tylko na przystankach dzielących ciągi komunikacyjne na strefy. Komputer pozwala na przebywanie tylko jednego robocara w określonej strefie. Maksymalna prędkość ruchu może osiągnąć 1 m/s.

Górna część robocara może być hydraulicznie podnoszona i opuszczana w celu wykonywania operacji przeładunku, rozładunku i załadunku. W przypadku awarii lub odłączenia sterowania od komputera, robocar może być sterowany przez LSU.

Istnieją różne warianty robosamochodów używanych jako pojazdy w Państwowej Służbie Granicznej. Najczęstszą opcją jest poruszanie się robota po torze (trasa, tor) lub innej konstrukcji położonej w podłodze lub na jej powierzchni. Jedną z opcji śledzenia jest to, że tor jest nakładany na powierzchnię podłogi w postaci paska (fluorescencyjny, odblaskowy, biały z czarną obwódką), a śledzenie odbywa się metodami optoelektronicznymi. Wadą jest konieczność monitorowania czystości paska. Dlatego częściej śledzi się roboty z przewodem indukcyjnym ułożonym w rowku na płytkiej głębokości (około 20 mm). Znane są też inne ciekawe rozwiązania – wykorzystanie np. telewizyjnego sprzętu nawigacyjnego do swobodnego poruszania się w przestrzeni pod kontrolą komputera.

Źródłem zaopatrzenia robocarów z przepływami materiałów jest zautomatyzowany magazyn z układarkami, które zapewniają adresowalny dostęp do dowolnej komórki magazynowej. Sam magazyn jest dość złożonym obiektem zarządzania.

Jako jego system sterowania stosuje się sterowniki programowalne, komputer lub specjalistyczne urządzenie.

Najpopularniejsze robocary z indukcyjnym śledzeniem trasy mają następujące cechy: ładowność - 500 kg; prędkość jazdy - 70 m/min; przyspieszenie podczas przyspieszania i zwalniania odpowiednio - 0,5 i 0,7 m / s 2; przyspieszenie podczas hamowania awaryjnego 2,5 m/s 2; wartość podnoszenia palety - 130 mm; dokładność zatrzymania robota - 30 mm; czas cyklu przeciążenia - 3 s; promień skrętu przy maksymalnej prędkości - 0,9 m; czas pracy bez ładowania akumulatorów - 6 godzin; napięcie akumulatora - 24V; moc każdego z dwóch silników napędowych wynosi 600 W; masa własna robocara - 425 kg.

Ważną zaletą robocarów jako pojazdów jest brak jakichkolwiek poważnych ograniczeń w rozmieszczeniu wyposażenia, które można przeprowadzić ze względu na maksymalną wydajność według dowolnych kryteriów. Trasa robocarów często okazuje się dość skomplikowana, z równoległymi odgałęzieniami i pętlami.

Automatyzacja procesów produkcyjnych polega na tym, że część funkcji zarządzania, regulacji i kontroli kompleksów technologicznych realizowana jest nie przez ludzi, ale przez mechanizmy robotyczne i systemy informatyczne. W rzeczywistości można go nazwać główną ideą produkcyjną XXI wieku.

Zasady

Na wszystkich poziomach przedsiębiorstwa zasady automatyzacji procesów produkcyjnych są takie same i jednolite, choć różnią się skalą podejścia do rozwiązywania problemów technologicznych i zarządczych. Zasady te zapewniają efektywne wykonanie wymaganej pracy w trybie automatycznym.

Zasada spójności i elastyczności

Wszystkie działania w ramach jednego skomputeryzowanego systemu muszą być skoordynowane ze sobą iz podobnymi stanowiskami w powiązanych obszarach. Pełna automatyzacja procesów operacyjnych, produkcyjnych i technologicznych jest osiągana dzięki zbieżności operacji, receptur, harmonogramu oraz optymalnemu połączeniu technik. Jeśli ta zasada nie będzie przestrzegana, naruszona zostanie elastyczność produkcji i zintegrowana realizacja całego procesu.

Cechy elastycznych zautomatyzowanych technologii

Stosowanie elastycznych systemów produkcyjnych to kluczowy trend we współczesnej automatyzacji. W ramach ich działania prowadzona jest optymalizacja technologiczna ze względu na spójność pracy wszystkich elementów systemu oraz możliwość szybkiej wymiany narzędzi. Zastosowane metody pozwalają na efektywną przebudowę istniejących kompleksów na nowych zasadach bez ponoszenia poważnych kosztów.

Tworzenie i struktura

W zależności od poziomu rozwoju produkcji, elastyczność automatyzacji uzyskuje się poprzez skoordynowane i złożone współdziałanie wszystkich elementów systemu: manipulatorów, mikroprocesorów, robotów itp. Oprócz produkcji zmechanizowanej procesy te obejmują transport, magazynowanie i inne działy przedsiębiorstwa.

Zasada zupełności

Idealny zautomatyzowany system produkcji powinien być całkowicie cyklicznym procesem bez pośredniego przenoszenia produktów do innych działów. Jakościową realizację tej zasady zapewniają:

wielofunkcyjność sprzętu, który umożliwia przetwarzanie kilku rodzajów surowców jednocześnie w jednej jednostce czasu;
możliwości produkcyjne wytwarzanych towarów poprzez zmniejszenie wymaganych zasobów;
ujednolicenie metod produkcji;
minimum dodatkowych prac regulacyjnych po uruchomieniu urządzenia.

Zasada kompleksowej integracji

Stopień automatyzacji zależy od interakcji procesów produkcyjnych ze sobą i ze światem zewnętrznym, a także od szybkości integracji danej technologii we wspólnym środowisku organizacyjnym.

Zasada niezależnej egzekucji

Nowoczesne zautomatyzowane systemy działają na zasadzie: „Nie zakłócaj pracy maszyny”. W rzeczywistości wszystkie procesy podczas cyklu produkcyjnego muszą być przeprowadzane bez ingerencji człowieka, z jego strony dozwolona jest tylko minimalna kontrola.

Obiekty

Możliwe jest zautomatyzowanie produkcji w dowolnym obszarze działalności, jednak informatyzacja działa najefektywniej w przypadku złożonych, monotonnych procesów. Takie operacje można znaleźć w:

przemysł lekki i ciężki;
kompleks paliwowo-energetyczny;
rolnictwo;
handel;
medycyna itp.

Mechanizacja pomaga w diagnostyce technicznej, działalności naukowo-badawczej w ramach odrębnego przedsiębiorstwa.

Cele

Wprowadzenie do produkcji zautomatyzowanych narzędzi, które mogą usprawnić procesy technologiczne, jest kluczową gwarancją postępowej i wydajnej pracy. Do kluczowych celów automatyzacji procesów produkcyjnych należą:

redukcja;
wzrost wydajności pracy dzięki maksymalnej automatyzacji;
rozszerzenie linii produktów;
wzrost wielkości produkcji;
poprawa jakości towarów;
redukcja składnika wydatków;
tworzenie produkcji przyjaznej środowisku poprzez redukcję szkodliwych emisji do atmosfery;
wprowadzenie wysokich technologii do normalnego cyklu produkcyjnego przy minimalnych kosztach;
poprawa bezpieczeństwa procesów technologicznych.

Po osiągnięciu tych celów przedsiębiorstwo otrzymuje wiele korzyści z wprowadzenia systemów zmechanizowanych i opłaca koszty automatyzacji (pod warunkiem stabilnego popytu na produkty).

O wysokiej jakości realizacji zadań mechanizacji decyduje wprowadzenie:

nowoczesne zautomatyzowane środki;
indywidualnie projektowane metody komputeryzacji.

Stopień automatyzacji zależy od integracji innowacyjnego sprzętu z istniejącym łańcuchem procesów. Poziom realizacji oceniany jest indywidualnie w zależności od specyfiki konkretnej produkcji.

składniki

W ramach jednego zautomatyzowanego środowiska produkcyjnego w przedsiębiorstwie brane są pod uwagę następujące elementy:

projektowanie systemów wykorzystywanych do opracowywania nowych produktów i dokumentacji technicznej;
obrabiarki ze sterowaniem programowym w oparciu o mikroprocesory;
kompleksy robotów przemysłowych i roboty technologiczne;
skomputeryzowany system kontroli jakości w przedsiębiorstwie;
magazyny technologiczne ze specjalnym sprzętem przeładunkowym;
ogólny zautomatyzowany system kontroli produkcji (APCS).

Strategia

Podążanie za strategią automatyzacji pozwala usprawnić cały zakres wymaganych procesów i uzyskać maksymalne korzyści z wdrożenia systemów informatycznych w przedsiębiorstwie. Tylko te procesy, które są w pełni zbadane i przeanalizowane, mogą być zautomatyzowane, ponieważ program opracowany dla systemu musi zawierać różne warianty jednego działania w zależności od czynników środowiskowych, ilości zasobów i jakości wykonania wszystkich etapów produkcji.

Po zdefiniowaniu koncepcji, zbadaniu i przeanalizowaniu procesów technologicznych przychodzi kolej na optymalizację. Konieczne jest jakościowe uproszczenie struktury poprzez usunięcie z systemu procesów, które nie wnoszą żadnej wartości. Jeśli to możliwe, musisz zmniejszyć liczbę wykonywanych czynności, łącząc niektóre operacje w jedną. Im prostszy porządek strukturalny, tym łatwiej skomputeryzować. Po uproszczeniu systemów można rozpocząć automatyzację procesów produkcyjnych.

Projekt

Projektowanie to kluczowy etap w automatyzacji procesów produkcyjnych, bez którego niemożliwe jest wprowadzenie skomplikowanej mechanizacji i informatyzacji produkcji. W jego ramach tworzony jest specjalny schemat, który wyświetla strukturę, parametry i kluczowe cechy wykorzystywanych urządzeń. Schemat zazwyczaj składa się z następujących elementów:

skala automatyzacji (opisana osobno dla całego przedsiębiorstwa i dla poszczególnych jednostek produkcyjnych);
określenie parametrów kontrolnych pracy urządzeń, które później będą pełnić funkcję znaczników weryfikacji;
opis systemów sterowania;
konfiguracja lokalizacji zautomatyzowanych obiektów;
informacje o blokowaniu sprzętu (w jakich przypadkach ma zastosowanie, w jaki sposób i przez kogo zostanie uruchomione w sytuacji awaryjnej).

Klasyfikacja

Istnieje kilka klasyfikacji procesów informatyzacji przedsiębiorstw, jednak najefektywniejsze jest rozdzielenie tych systemów w zależności od stopnia ich wdrożenia w całym cyklu produkcyjnym. Na tej podstawie następuje automatyzacja:

częściowy;
złożony;
kompletny.

Te odmiany to tylko poziomy automatyzacji przemysłowej, które zależą od wielkości przedsiębiorstwa i nakładu pracy technologicznej.

Częściowa automatyzacja- to zespół operacji usprawniających produkcję, w ramach którego następuje mechanizacja jednej czynności. Nie wymaga tworzenia złożonego kompleksu zarządzania i pełnej integracji powiązanych systemów. Na tym poziomie komputeryzacji dopuszcza się udział człowieka (nie zawsze w ograniczonym zakresie).

Zintegrowana automatyka pozwala zoptymalizować pracę dużej jednostki produkcyjnej w trybie jednego kompleksu. Jego zastosowanie jest uzasadnione tylko w ramach dużego innowacyjnego przedsiębiorstwa, gdzie stosuje się najbardziej niezawodny sprzęt, ponieważ awaria choćby jednej maszyny grozi zatrzymaniem całej linii roboczej.

Pełna automatyzacja to zespół procesów zapewniających niezależne działanie całego systemu, m.in. kontrola produkcji. Jego wdrożenie jest najdroższe, dlatego system ten znajduje zastosowanie w dużych przedsiębiorstwach w warunkach ekonomicznej i stabilnej produkcji. Na tym etapie zaangażowanie człowieka jest zminimalizowane. Najczęściej polega na monitorowaniu systemu (np. sprawdzaniu odczytów czujników, naprawianiu drobnych problemów itp.).

Zalety

Zautomatyzowane procesy zwiększają szybkość wykonywanych cyklicznych operacji, zapewniają ich dokładność i sprawność, niezależnie od czynników środowiskowych. Eliminując czynnik ludzki, zmniejsza się ilość możliwych błędów i poprawia się jakość pracy. W przypadku typowych sytuacji program zapamiętuje algorytm działań i stosuje go z maksymalną skutecznością.

Automatyzacja pozwala na zwiększenie dokładności zarządzania procesami biznesowymi w produkcji poprzez pokrycie dużej ilości informacji, co przy braku mechanizacji jest po prostu niemożliwe. Sprzęt komputerowy może wykonywać kilka operacji technologicznych jednocześnie bez uszczerbku dla jakości procesu i dokładności obliczeń.

Pojęcie automatyzacji procesów jest nierozerwalnie związane z globalnym procesem technologicznym. Bez wprowadzenia systemów informatyzacji nie jest możliwy nowoczesny rozwój poszczególnych działów i całego przedsiębiorstwa. Mechanizacja produkcji pozwala najskuteczniej podnosić jakość wyrobów gotowych, poszerzać asortyment oferowanych rodzajów towarów oraz zwiększać produkcję.

Konferencja na temat automatyzacji produkcji 28 listopada 2017 w Moskwie

Istnieją wszelkie powody, by sądzić, że następna dekada będzie punktem zwrotnym w rozwoju nowych podejść do produkcji, granicą między erą produkcji niezautomatyzowanej i zautomatyzowanej.

Jest całkiem oczywiste, że w tej chwili dojrzały do tego naukowe i techniczne przesłanki związane z pojawieniem się i rozwojem najnowszych narzędzi automatyzacji. Należą do nich przede wszystkim automatyczne systemy sterowania oparte na sterownikach przemysłowych oraz oczywiście roboty przemysłowe, które podniosły produkcję na jakościowo wyższy poziom.

Wydawałoby się, że bezwarunkowa progresywność w połączeniu ze zwiększoną uwagą powinna zapewnić robotom przemysłowym triumfalny marsz, pozwalając im wnieść znaczący wkład w intensyfikację procesów produkcyjnych, zmniejszając udział pracy fizycznej. Jednak nie dzieje się to jeszcze w odpowiednim stopniu. Przynajmniej jeśli chodzi o sytuację w naszym kraju.

Oczywiście główny problem powolnego rozwoju automatyzacji, aw szczególności produkcji zrobotyzowanej, polega na widocznej rozbieżności między kosztami siły roboczej i zasobów z jednej strony, a rzeczywistym zwrotem z drugiej. I było to spowodowane nie odkrytymi nagle niedociągnięciami robotów przemysłowych, ale błędnymi obliczeniami dokonanymi przy przygotowaniu takiej produkcji. Produkcja, z jej surowymi prawami, nieuchronnie odrzuca drogie, wolnoobrotowe i zawodne projekty.

Rosja może i musi odzyskać swój status światowej potęgi przemysłowej. Aby to osiągnąć, konieczne jest posiadanie szeregu kluczowych atutów – obiecujących obszarów i technologii, rozwiniętej budowy obrabiarek, a co najważniejsze – zasobów ludzkich, które są w stanie urzeczywistnić ich plany. Specyfika tworzenia każdego nowego produktu, czy to najnowszych modeli broni, statków morskich i lotniczych, czy innych produktów high-tech, polega na tym, że projektuje się tylko to, co w zasadzie można wyprodukować. Nie ma sensu mówić o stworzeniu np. myśliwca nowej generacji bez posiadania sprzętu na odpowiednim poziomie. Tym samym najnowszy sprzęt jest podstawą do tworzenia najnowszych technologii. Odrzucenie systematycznych regulacji przemysłowych, bezpośrednia „uprawa” innowacyjnych projektów prowadzi do odrzucenia nowoczesnej produkcji przemysłowej: budowy statków i samolotów, sektora kosmicznego, szybkiej kolei i nowoczesnych systemów uzbrojenia.

Ponieważ automatyzacja i produkcja robotyczna są nieodłącznie związane z rozwojem nowych rodzajów produktów, są w stanie określić poziom konkurencyjności kraju. Dlatego konieczne jest badanie i badanie cykli produkcyjnych przedsiębiorstw z różnych branż o produkcji wielkoseryjnej, seryjnej i małoseryjnej w celu określenia obszarów racjonalnego wykorzystania robotów oraz ustalenia dla nich wymagań funkcjonalnych i technicznych.

Na świecie następuje dynamiczny rozwój robotyki. Wszystkie nowe wysokowydajne projekty robotów i kontrolerów przemysłowych do masowego użytku zostały stworzone i są tworzone. Ich liczba szybko rośnie, gdyż zmniejszenie udziału pracy fizycznej, zwiększenie produktywności i zwiększenie tempa produkcji to pilne zadanie dla wydajnej produkcji przemysłowej w rozwiniętych krajach postindustrialnych. Jednocześnie w wielu przypadkach to pojawienie się technologii stymuluje rozwój nowych rodzajów produktów. Doprowadzona do perfekcji technologia determinuje koszt produkcji, a w efekcie efektywność i konkurencyjność całej gospodarki kraju. Tym samym ukształtowanie się tego kierunku nada rozpędu rozwijającej się branży i położy podwaliny pod jej dynamiczny rozwój.

Rozwój produkcji przemysłowej determinowany jest wzrostem wydajności pracy. Wydajność operacji technologicznej w dowolnej branży zależy od czasu poświęconego na wykonanie głównych czynności funkcjonalnych (czas główny), czynności pomocniczych (czas pomocniczy) oraz strat czasu spowodowanych niewystarczającą organizacją pracy (straty organizacyjne) i wydajności długoterminowej niektórych działań dodatkowych (straty własne). Skrócenie czasu głównego można osiągnąć poprzez ulepszenie technologii przetwarzania, a także poprzez zmiany konstrukcyjne w sprzęcie. Minimalizacja strat czasu organizacyjnego wiąże się z dokładnym zbadaniem warunków organizacji produkcji, dostaw materiałów i komponentów, nawiązanych powiązań kooperacyjnych i nie tylko, natomiast skrócenie czasu pomocniczego i strat własnych wiąże się z mechanizacją i automatyzacją produkcji. Automatyzacja produkcji jest możliwa tylko w oparciu o najnowsze osiągnięcia nauki i techniki, wykorzystanie zaawansowanej technologii oraz wykorzystanie zaawansowanego doświadczenia produkcyjnego. Otóż elastyczna automatyzacja umożliwia z kolei szybką rekonfigurację produkcji do wykonywania funkcji technologicznych z określoną mocą przerobową w oparciu o maksymalne wykorzystanie technologii komputerowej i elektroniki.

W związku z tym, że technologie komputerowe rozwijają się w szybkim tempie i nic nie stoi na przeszkodzie ich zastosowaniu w połączeniu z urządzeniami technologicznymi, możemy wnioskować, że w niedalekiej przyszłości udział człowieka w procesach produkcyjnych zostanie zminimalizowany. Przedsiębiorstwa niedalekiej przyszłości to w pełni zautomatyzowane warsztaty z elastyczną organizacją produkcji, obsługiwane przez grupy robotów z jednym centrum sterowania.

NOWE WYZWANIA - NOWE ROZWIĄZANIA

Automatyzacja produkcji prowadzi do znacznego wzrostu jej wydajności. Wynika to z jednej strony z poprawy organizacji produkcji, przyspieszenia rotacji środków i lepszego wykorzystania środków trwałych, z drugiej zaś z obniżenia kosztów przerobu, wynagrodzeń i energii koszty. Trzecim ważnym czynnikiem jest wzrost poziomu kultury produkcji, jakości produktów itp.

Maszyny CNC stały się symbolem ruchu w kierunku innowacyjnej organizacji produkcji. Jednak pomimo zakresu i kompleksowości ich zastosowań, nie są one dziś najważniejszym osiągnięciem w dziedzinie automatyki. Za kulisami znajdują się sterowniki programowalne, mikroprocesory, komputery procesowe i systemy sterowania logicznego, które są jeszcze bardziej skuteczne i szerzej stosowane w tej dziedzinie. Jednocześnie wszystkie wymienione urządzenia można uznać za członków tej samej rodziny urządzeń do elastycznej automatyzacji, która zasadniczo zmienia istniejący system produkcji przemysłowej.

Udowodniono już, że zastosowanie robotów przemysłowych nie tylko zwiększa poziom automatyzacji produkcji in-line, ale także umożliwia efektywniejsze wykorzystanie urządzeń technologicznych i na tej podstawie znacznie zwiększa wydajność pracy. Zastosowanie robotów rozwiązuje również problem zapewnienia personelu do trudnych i niebezpiecznych operacji.

W dziedzinie tworzenia i zastosowania robotów przemysłowych nasz kraj jest jeszcze na wczesnym etapie, dlatego musimy przeprowadzić dużą ilość prac badawczo-rozwojowych, rozwinąć własną bazę standardowych rozwiązań. Wraz z rozwojem robotów uniwersalnych konieczne jest zorganizowanie produkcji standardowych modeli urządzeń specjalnego przeznaczenia (chwytaki pneumatyczne, urządzenia stacjonarne itp.), co jeszcze bardziej rozszerzy możliwości automatyzacji. Ponadto należy opracować uproszczone modele robotów i chwytaków mechanicznych do wykonywania prostych operacji.

Prosta automatyzacja stanowisk pracy przestała już odpowiadać kierownikom produkcji. Czemu? Uwolniony czas jest przecież najważniejszym czynnikiem wpływającym na efektywność przedsiębiorstwa przemysłowego. Jednak efekt ekonomiczny lokalnej, „odcinkowej” automatyzacji jest minimalny, ponieważ proces projektowania pozostaje klasycznie spójny: projektanci tworzą dokumentację, przekazują ją technologom, odbierają do korekty, zwracają poprawioną dokumentację technologom, przygotowują dokumentację technologiczną, koordynować z dostawcami i ekonomistami itd. Dalej. W efekcie automatyzacja nie przynosi ani pełnego zwrotu ekonomicznego, ani naprawdę znacznego skrócenia czasu przygotowania produkcji, choć i tak osiąga się pozytywny efekt.

Nie należy zapominać, że opracowanie i przygotowanie do produkcji złożonych, zaawansowanych technologicznie produktów jest procesem zbiorowym i wzajemnie powiązanym, w który zaangażowane są dziesiątki i setki specjalistów przedsiębiorstwa, a nawet grupy przedsiębiorstw. Podczas opracowywania produktu pojawia się szereg trudności, które wpływają na ogólny sukces. Przede wszystkim jest to niemożność zobaczenia kluczowych zasobów zaangażowanych w proces rozwoju w ich stanie faktycznym w danym momencie. To także organizacja wspólnej pracy zespołu specjalistów przy zaangażowaniu firm dostarczających dowolne komponenty do opracowywanego produktu. Jest tylko jeden sposób na znaczne skrócenie czasu przygotowania do takiej produkcji - poprzez równoległe wykonywanie prac i ścisłą interakcję wszystkich uczestników procesu. Podobny problem można rozwiązać tworząc jedną przestrzeń informacyjną przedsiębiorstwa, rodzaj tablicy danych cyfrowych o produktach.

GDZIE ZACZĄĆ AUTOMATYZACJA?

Poniżej znajduje się krótki algorytm, który pozwala zrozumieć, czego należy się dowiedzieć, aby rozpocząć wdrażanie projektu automatyzacji fabryki.

1. Najpierw musisz ocenić obiekt automatyki - co należy wymienić, jaki sprzęt należy zakupić i co może zwiększyć produktywność przedsiębiorstwa.

2. Na podstawie opracowanej SIWZ należy dobrać najbardziej optymalne elementy do rozwiązania zadań. Mogą to być specjalne czujniki i narzędzia do monitorowania, na przykład pracy sprzętu, a także różne zestawy do dalszego gromadzenia i przetwarzania wszystkich otrzymanych informacji, specjalne urządzenia zapewniające interfejs - panel sterowania do normalnej działalności dyspozytorów produkcyjnych itp.

3. Sporządzić dokumentację projektową - schemat automatyki najlepiej w postaci cyklogramów, schematu elektrycznego, opis sterowania zarządzaniem systemami.

4. Kolejnym krokiem jest opracowanie programów, które pomogą zaimplementować algorytmy sterowania dla każdego konkretnego elementu wyposażenia (niższy stopień sterowania). Następnie kompilowany jest ogólny algorytm zbierania i przetwarzania otrzymanych danych (górny etap zarządzania produkcją).

5. Po wykonaniu wszystkich powyższych czynności, wskazane jest rozpoczęcie zabezpieczania dostaw niezbędnego sprzętu. Ponadto jego uruchomienie powinno odbywać się według z góry ustalonych i ściśle określonych priorytetów.

6. Konieczna jest automatyzacja wszystkich etapów procesu produkcyjnego poprzez programowe łączenie systemów sterowania na każdym poziomie z osobna, dając im możliwość elastycznych przekształceń.

TYPOWE PROBLEMY I REKOMENDACJE DO ICH PRZEZWYCIĘŻANIA

Firma Solver od 20 lat automatyzuje produkcję przedsiębiorstw budowy maszyn. Doświadczenie pokazuje, że obiektywnymi czynnikami utrudniającymi pomyślną realizację projektów automatyzacji są:

niechęć zespołu przedsiębiorstwa do przyjęcia automatyzacji jako niezbędnego i wystarczającego narzędzia cyklu produkcyjnego na tym etapie rozwoju przedsiębiorstwa;

Brak wystarczającej liczby kompetentnych specjalistów w dziedzinie automatyki;

Często przedsiębiorstwo nie ma jasnego zrozumienia ostatecznych celów działań automatyzacji.

Firma Solver sformułowała kilka podstawowych zasad, które pozwalają na racjonalne spojrzenie na problemy robotyki oraz postulatów, którymi należy się kierować przy przechodzeniu przez kolejne etapy automatyzacji produkcji.

1. Narzędzia robotyczne powinny nie tylko zastępować człowieka lub naśladować jego działania, ale także szybciej i lepiej wykonywać te funkcje produkcyjne. Tylko wtedy będą naprawdę skuteczne. Osiąga to zasadę efektu końcowego.

2. Złożoność podejścia. Wszystkie najważniejsze elementy procesu produkcyjnego – technologie, urządzenia produkcyjne, urządzenia pomocnicze, systemy sterowania i utrzymania ruchu – muszą zostać rozważone i ostatecznie rozwiązane na nowym, wyższym poziomie. Jeden element procesu produkcyjnego, który nie został dopracowany na odpowiednim poziomie, może sprawić, że cały kompleks środków automatyzacji stanie się nieskuteczny. Zarówno roboty przemysłowe, jak i zautomatyzowane systemy sterowania muszą być wdrażane z uwzględnieniem postępu technologii i projektowania oraz jako całość dostosowywać się do wymagań produkcji – tylko wtedy będą skuteczne.

3. A najważniejsza jest zasada konieczności. Narzędzia robotyzacji, w tym te najbardziej obiecujące i postępowe, powinny być stosowane nie tam, gdzie można je dostosować, ale tam, gdzie nie można ich obejść.

Chciałbym zakończyć artykuł następującym wnioskiem. Nikt nie jest w stanie szczegółowo i dokładnie opisać rodzącego się dziś społeczeństwa superindustrialnego. Ale już teraz musimy zrozumieć, że w przewidywalnej przyszłości społeczeństwo przejdzie od masowego systemu fabrycznego do unikalnej produkcji jednostkowej, pracy intelektualnej, która będzie oparta na informacji, super technologiach, a także wysokim stopniu automatyzacji produkcji. Nie przewidziano żadnego innego sposobu.

Rozdział 1. Zasady budowy zautomatyzowanej produkcji

Część 1. Podstawy teorii sterowania automatycznego

Automatyzacja- dział naukowo-techniczny, obejmujący teorię i urządzenia środków i systemów automatycznego sterowania maszynami i procesami technologicznymi. Powstała w XIX wieku wraz z nadejściem zmechanizowanej produkcji opartej na przędzarkach, maszynach tkackich, silnikach parowych itp., która zastąpiła pracę ręczną i umożliwiła zwiększenie jej wydajności.

Automatyzację zawsze poprzedza proces pełnej mechanizacji – taki proces produkcyjny, w którym człowiek nie poświęca siły fizycznej na wykonywanie operacji.

Wraz z rozwojem technologii funkcje sterowania procesami i maszynami rozszerzyły się i stały się bardziej złożone. Człowiek w wielu przypadkach nie był w stanie zarządzać zmechanizowaną produkcją bez specjalnych dodatkowych urządzeń. Doprowadziło to do powstania zautomatyzowanej produkcji, w której pracownicy zwalniani są nie tylko od pracy fizycznej, ale także od funkcji sterowania maszynami, urządzeniami, procesami i operacjami produkcyjnymi oraz zarządzania nimi.

Przez automatyzację procesów produkcyjnych rozumie się zestaw środków technicznych służących rozwojowi nowych procesów technologicznych i tworzeniu produkcji opartej na wysokowydajnym sprzęcie, który wykonuje wszystkie główne operacje bez bezpośredniego udziału człowieka.

Automatyzacja przyczynia się do znacznego wzrostu wydajności pracy, poprawy jakości produktów i warunków pracy ludzi.

W rolnictwie, przemyśle spożywczym i przetwórczym kontrola i zarządzanie temperaturą, wilgotnością, ciśnieniem, kontrolą prędkości i ruchem, sortowaniem jakościowym, pakowaniem oraz wieloma innymi procesami i operacjami są zautomatyzowane, co zapewnia ich wyższą wydajność, oszczędność pracy i kosztów.

Produkcja zautomatyzowana w porównaniu z produkcją niezautomatyzowaną ma pewne cechy charakterystyczne:

Aby były bardziej wydajne, powinny obejmować bardziej niejednorodne operacje;

Konieczne jest dokładne przestudiowanie technologii, analiza obiektów produkcyjnych, tras komunikacyjnych i operacji, zapewnienie niezawodności procesu przy określonej jakości;

Przy szerokiej gamie produktów i sezonowości pracy rozwiązania technologiczne mogą być wielowariantowe;

Rosną wymagania dotyczące przejrzystej i dobrze skoordynowanej pracy różnych usług produkcyjnych.

Projektując zautomatyzowaną produkcję należy przestrzegać następujących zasad:

1. Zasada zupełności. Należy dążyć do wykonywania wszystkich operacji w ramach tego samego zautomatyzowanego systemu produkcyjnego bez pośredniego przekazywania półproduktów do innych działów. Do realizacji tej zasady konieczne jest zapewnienie:

Możliwość produkcyjna produktu, tj. na jego produkcję należy przeznaczyć minimalną ilość materiałów, czasu i pieniędzy;

Ujednolicenie metod przetwarzania i kontroli produktu;

Rozszerzenie typu urządzeń o zwiększonych możliwościach technologicznych do przetwarzania kilku rodzajów surowców lub półproduktów.

2. Zasada mało operacyjnej technologii. Należy zminimalizować liczbę pośrednich operacji przetwórczych surowców i półproduktów oraz zoptymalizować ich trasy dostaw.

3. Zasada technologii mniej ludzi. Zapewnienie automatycznego działania w całym cyklu produkcyjnym produktu. W tym celu konieczna jest stabilizacja jakości surowców wejściowych, poprawa niezawodności urządzeń oraz wsparcie informacyjne procesu.

4. Zasada bezawaryjnej technologii. Obiekt sterowania po uruchomieniu nie powinien wymagać dodatkowych prac regulacyjnych.

5. Zasada optymalności. Wszystkie obiekty zarządzania i usługi produkcyjne podlegają jednemu kryterium optymalności, np. produkowanie tylko produktów najwyższej jakości.

6. Zasada technologii grupowej. Zapewnia elastyczność produkcji, tj. możliwość przejścia z wydania jednego produktu na wydanie innego. Zasada opiera się na wspólnocie operacji, ich kombinacjach i recepturach.

Produkcja seryjna i małoseryjna charakteryzuje się tworzeniem zautomatyzowanych systemów z uniwersalnego i modułowego wyposażenia ze zbiornikami międzyoperacyjnymi. Ten sprzęt, w zależności od przetwarzanego produktu, można ponownie wyregulować.

W przypadku masowej i masowej produkcji produktów zautomatyzowana produkcja jest tworzona ze specjalnego sprzętu, połączonego sztywnym połączeniem. W takich branżach stosuje się wysokowydajny sprzęt, np. rotacyjny sprzęt do nalewania płynów do butelek lub worków.

Do funkcjonowania sprzętu niezbędny jest transport pośredni surowców, półproduktów, komponentów i różnych mediów.

W zależności od transportu pośredniego produkcja zautomatyzowana może być:

Z transportem od końca do końca bez przestawiania surowców, półproduktów lub mediów;

Z rearanżacją surowców, półproduktów lub mediów;

z pojemnikiem pośrednim.

W zależności od rodzajów rozmieszczenia sprzętu (agregacji) rozróżnia się zautomatyzowaną produkcję:

Jednowątkowy;

Agregacja równoległa;

Wielowątkowy.

W urządzeniach jednoprzepływowych znajduje się sekwencyjnie w trakcie operacji. Aby zwiększyć wydajność produkcji jednowątkowej, operację można wykonywać równolegle na tym samym typie sprzętu.

W produkcji wielowątkowej każdy wątek spełnia podobne funkcje, ale działa niezależnie od siebie.

Cechą produkcji rolnej i przetwórstwa produktów jest szybki spadek ich jakości, np. po uboju żywca lub usunięciu owoców z drzew. Wymaga to takiego sprzętu, który miałby dużą mobilność (możliwość wytwarzania szerokiej gamy produktów z tego samego rodzaju surowców i przetwarzania różnych rodzajów surowców na tym samym typie sprzętu).

W tym celu tworzone są rekonfigurowalne systemy produkcyjne, które mają właściwość automatycznej rekonfiguracji. Modułem organizacyjnym takich systemów jest moduł produkcyjny, zautomatyzowana linia, zautomatyzowana sekcja lub warsztat.

moduł produkcyjny nazywają układ składający się z zespołu wyposażenia technologicznego wyposażonego w zautomatyzowane urządzenie sterujące programem i automatyzacją procesu technologicznego, funkcjonujący autonomicznie i mający możliwość integracji z systemem wyższego poziomu (rys. 1.1).

Rysunek 1.1 - Struktura modułu produkcyjnego: 1- sprzęt do wykonywania jednej lub więcej operacji; 2- urządzenie sterujące; 3- urządzenie do załadunku i rozładunku; 4 - urządzenie transportowo-magazynowe (pojemność pośrednia); 5- system kontrolno-pomiarowy.

Moduł produkcyjny może obejmować np. komorę suszarniczą, system pomiarowy, lokalnie sterowany system obsługi i transportu, czy mieszalnię z podobnym wyposażeniem dodatkowym.

Szczególnym przypadkiem modułu produkcyjnego jest: komórka produkcyjna- połączenie modułów z ujednoliconym systemem pomiaru trybów pracy urządzeń, systemów transportowo-akumulacyjnych i załadowczo-rozładowczych (rys. 1.2). Komórkę produkcyjną można zintegrować z systemami wyższego poziomu.

Rysunek 1.2 - Struktura komórki produkcyjnej: 1- sprzęt do wykonywania jednej lub więcej operacji; 2- lej odbiorczy; 3-urządzenie do załadunku i rozładunku; 4-przenośnik; 5- pojemność pośrednia; 6 - komputer sterujący; 7- system kontrolno-pomiarowy.

Linia zautomatyzowana- rekonfigurowalny system składający się z kilku modułów lub komórek produkcyjnych, połączonych jednym systemem transportu i magazynowania oraz automatycznym systemem kontroli procesu (APCS). Wyposażenie zautomatyzowanej linii znajduje się w przyjętej kolejności operacji technologicznych. Strukturę zautomatyzowanej linii przedstawiono na rysunku 1.3.

W przeciwieństwie do linii zautomatyzowanej, rekonfigurowalna sekcja zautomatyzowana zapewnia możliwość zmiany kolejności użytkowania urządzeń technologicznych. Linia i odcinek mogą posiadać odrębnie funkcjonujące zespoły urządzeń technologicznych. Strukturę zautomatyzowanej sekcji pokazano na rysunku 1.4.