Cheat sheet: producție automată. Automatizarea proceselor tehnologice și a producției

1. Nivelurile de automatizare și caracteristicile lor distinctive

Automatizarea proceselor de producție poate fi realizată la diferite niveluri.

Automatizarea are un așa-numit nivel zero - dacă participarea omului la producție este exclusă numai atunci când se efectuează mișcări de lucru (rotirea axului, mișcarea de avans a sculei etc.). O astfel de automatizare se numește mecanizare. Putem spune că mecanizarea este automatizarea mișcărilor de lucru. Rezultă că automatizarea implică mecanizare.

Automatizarea primului nivel se limitează la crearea de dispozitive, al căror scop este excluderea participării umane atunci când se efectuează mișcări inactiv pe o singură piesă de echipament. O astfel de automatizare se numește automatizarea ciclului de lucru în producția în serie și în masă.

Se iau în considerare calitățile în gol în norma timpului piesei, care determină laboriozitatea operațiunii, sub forma timpului auxiliar t in și timpului de întreținere t etc.:

unde t o este timpul principal, care ia în considerare timpul de mișcări de lucru, t o \u003d t p.x; t în timp auxiliar, include retragerea și furnizarea sculelor, încărcarea și controlul echipamentelor; adică timpul de întreținere petrecut cu schimbarea sculelor, configurarea echipamentului, eliminarea și gestionarea deșeurilor; timp de întreținere a echipamentelor t org; t otd - timpul de odihnă al lucrătorului.

La primul nivel de automatizare, mașinile de lucru nu sunt încă interconectate prin comunicare automată. Prin urmare, transportul și controlul obiectului de producție se efectuează cu participarea unei persoane. La acest nivel sunt create și utilizate mașini automate și semiautomate. La mașinile automate, ciclul de lucru este efectuat și repetat fără intervenția omului. La mașinile semiautomate este necesară intervenția umană pentru a finaliza și repeta ciclul de lucru.

De exemplu, o mașină modernă de strung multi-ax efectuează strunjire, găurire, frecare. alezarea și filetarea pe un stoc de bar. O astfel de mașină automată poate înlocui până la 10 mașini universale datorită automatizării și combinării mișcărilor inactiv și de lucru, concentrării ridicate a operațiunilor.

Automatizarea celui de-al doilea nivel este automatizarea proceselor tehnologice. La acest nivel sunt rezolvate sarcinile de automatizare a transporturilor, controlul unității de producție, eliminarea deșeurilor și gestionarea sistemelor de mașini. Ca echipamente tehnologice, sunt create și utilizate linii automate, sisteme flexibile de producție (FPS).

O linie automată este un sistem de operare automată de mașini instalate într-o secvență tehnologică și unite prin mijloace de transport, încărcare, control, gestionare și eliminare a deșeurilor. De exemplu, o linie de prelucrare a unui angrenaj conic al unei cutii de viteze de automobile eliberează până la 20 de lucrători și se achită singur în trei ani cu un program de producție adecvat.

Linia automată este formată din echipament tehnologic, care este asamblat pentru un anumit tip de transport și este conectat cu acesta prin dispozitive de încărcare (manipulatoare, tăvi, ascensoare). Linia include, în plus față de pozițiile de lucru, poziții de repaus care sunt necesare pentru inspecția și întreținerea liniei.

Dacă linia include poziții cu participarea unei persoane, atunci ochiul se numește automat.

Al treilea nivel de automatizare este automatizarea complexă, care acoperă toate etapele și legăturile procesului de producție, de la procesele de achiziție până la testarea și expedierea produselor finite.

Automatizarea complexă necesită stăpânirea tuturor nivelurilor anterioare de automatizare. Este asociat cu echipament tehnic ridicat de producție și costuri de capital ridicate. O astfel de automatizare este eficientă pentru programe suficient de mari pentru producția de produse cu un design stabil și o gamă restrânsă (producția de rulmenți, ansambluri individuale de mașini, elemente de echipamente electrice etc.).

În același timp, este automatizarea complexă care face posibilă asigurarea dezvoltării producției în ansamblu, deoarece are cea mai mare eficiență a cheltuielilor de capital. Pentru a arăta posibilitățile unei astfel de automatizări, luați în considerare ca exemplu 13m: o fabrică magică pentru producția de cadre de automobile în Statele Unite. Cu lansarea a până la 10.000 de cadre pe zi, fabrica are un personal de 160 de oameni, care este format în principal din ingineri și reglatori. La locul de muncă fără utilizarea unei automatizări complexe, ar fi nevoie de cel puțin 12.000 de oameni pentru a realiza același program de producție.

La al treilea nivel de automatizare se rezolvă sarcinile de automatizare a depozitării și transportului inter-shop a produselor cu adresare automată, procesarea deșeurilor și managementul producției pe baza utilizării pe scară largă a computerelor. La acest nivel, intervenția omului se reduce la întreținerea echipamentului și menținerea acestuia în stare de funcționare.

2. Dezvoltarea automatizării în direcția flexibilității tehnologice și a utilizării pe scară largă a calculatoarelor

Sistemele flexibile de producție reprezintă un ansamblu de echipamente și sisteme tehnologice pentru asigurarea funcționării acestuia în regim automat la fabricarea produselor care se modifică în nomenclatură. Dezvoltarea GPS se îndreaptă către tehnologia fără pilot, care asigură funcționarea echipamentului pentru un timp dat fără participarea operatorului.

Pentru fiecare produs, cu cerințe date privind cantitatea și calitatea produselor, pot fi dezvoltate diverse variante ale FMS, care diferă prin metodele și căile de prelucrare, control și asamblare, gradul de diferențiere și concentrare a operațiunilor tehnologice ale procesului, tipuri de sisteme de transport-încărcare, numărul de vehicule de serviciu (OTS), natura legăturilor inter-agregate și intersecționale, soluții constructive pentru mecanismele și dispozitivele principale și auxiliare, principii pentru construirea unui sistem de control.

Nivelul tehnic și eficiența HPS este determinată de indicatori precum calitatea produselor, performanța HPS și fiabilitatea acestuia, structura fluxului de componente care intră în intrarea sa. Având în vedere aceste criterii, probleme precum alegerea tipului și cantității echipamentelor de proces, stocarea interoperațională, capacitatea și amplasarea acestora, numărul operatorilor de servicii, structura și parametrii sistemului de transport și depozitare etc. ., ar trebui rezolvat.

Sistemele de producție flexibile pot fi construite din celule interschimbabile, complementare sau mixte.

Figura prezintă o diagramă a unui sistem flexibil de două centre de prelucrare interschimbabile (MC) de același tip. Centrele de prelucrare sunt deservite de două cărucioare de transport (robocars) care sprijină deplasarea fluxurilor de materiale (piese, piese de prelucrat, scule). Controlul automat este obișnuit. Dacă sunt permise operațiuni manuale, operatorului trebuie să i se acorde o oarecare discreție. Gestiunea muncii comune a CO și a sistemului de transport se realizează de la calculatorul central.

În cazul general, controlul autovehiculelor se realizează de la computerul central printr-un dispozitiv intermediar sau de la un sistem de control local (LCS). Transferul comenzilor către robocaruri poate fi efectuat numai la opririle care împart rutele de circulație în zone. Computerul permite doar unui robocar să rămână într-o anumită zonă. Viteza maximă de deplasare poate ajunge la 1 m/s.

Partea superioară a robocarului poate fi ridicată și coborâtă hidraulic pentru a efectua operațiuni de reîncărcare, descărcare și încărcare. În caz de defecțiune sau deconectare a controlului de la computer, robocarul poate fi controlat de LSU.

Există diverse variante de robocaruri utilizate ca vehicule în Serviciul de Frontieră de Stat. Cea mai obișnuită opțiune este atunci când un robocar se deplasează de-a lungul unei căi (rută, cale) sau a unei alte structuri așezate în podea sau pe suprafața sa. Una dintre opțiunile de urmărire este aplicarea unei piste pe suprafața podelei sub formă de bandă (fluorescentă, reflectorizantă, albă cu margine neagră), iar urmărirea se realizează prin metode optoelectronice. Dezavantajul este necesitatea de a monitoriza curățenia benzii. Prin urmare, este mai obișnuit să urmăriți robocaruri cu un conductor inductiv așezat într-o canelură la o adâncime mică (aproximativ 20 mm). Sunt cunoscute și alte soluții interesante - folosind, de exemplu, echipamente de navigație televizată pentru mișcarea liberă în spațiu sub controlul unui computer.

Sursa de aprovizionare a robocars cu fluxuri de materiale este un depozit automatizat cu stivuitoare care asigură acces adresabil la orice celulă de depozit. Depozitul în sine este un obiect de management destul de complex.

Ca sistem de control, se folosesc controlere programabile, un computer sau un dispozitiv specializat.

Cele mai comune robocaruri cu urmărire inductivă a traseului au următoarele caracteristici: capacitate de încărcare - 500 kg; viteza de deplasare - 70 m/min; accelerație în timpul accelerației și decelerației, respectiv - 0,5 și 0,7 m / s 2; accelerație în timpul frânării de urgență 2,5 m/s 2; valoare ridicare paleti - 130 mm; precizia opririi robocar - 30 mm; timpul ciclului de suprasarcină - 3 s; raza de viraj la viteza maxima - 0,9 m; timp de funcționare fără reîncărcare bateriilor - 6 ore; tensiune baterie - 24V; puterea fiecăruia dintre cele două motoare de antrenare este de 600 W; greutatea proprie a robocarului - 425 kg.

Un avantaj important al robocars ca vehicule este absența oricăror restricții serioase privind amenajarea echipamentelor, care pot fi efectuate din motive de eficiență maximă în funcție de orice criteriu. Traseul robocarurilor se dovedește adesea a fi destul de complicat, cu ramuri și bucle paralele.

1. Caracteristici ale proiectării proceselor tehnologice în condițiile producției automatizate

La baza automatizării producției se află procesele tehnologice (TP), care trebuie să asigure o productivitate ridicată, fiabilitate, calitate și eficiență a produselor de fabricație.

O trăsătură caracteristică a prelucrării și asamblarii TP este orientarea strictă a pieselor și sculelor unele față de altele în fluxul de lucru (prima clasă de procese). Tratamentul termic, uscare, vopsire etc., spre deosebire de prelucrare și asamblare, nu necesită o orientare strictă a piesei (a doua clasă de procese).

TP este clasificat după continuitate în discret și continuu.

Dezvoltarea TP AP în comparație cu tehnologia producției neautomatizate are propriile sale specificități:

1. TP automatizat include nu numai operațiuni de prelucrare eterogene, ci și tratare prin presiune, tratament termic, asamblare, inspecție, ambalare, precum și transport, depozitare și alte operațiuni.

2. Cerințele de flexibilitate și automatizare a proceselor de producție dictează necesitatea unui studiu cuprinzător și detaliat al tehnologiei, o analiză amănunțită a instalațiilor de producție, studiul rutei și tehnologiei operaționale, asigurând fiabilitatea și flexibilitatea procesului de fabricație a produselor cu un calitate dată.

3. Cu o gamă largă de produse, soluțiile tehnologice sunt multivariate.

4. Gradul de integrare a muncii prestate de diverse departamente tehnologice este în creștere.

Principii de bază ale construcției tehnologiei de prelucrare în APS

1.Principiul completității . Ar trebui să se străduiască să efectueze toate operațiunile în cadrul aceluiași APS fără transferul intermediar al semifabricatelor către alte unități sau birouri auxiliare.

2.Principiul tehnologiei de funcționare scăzută. Formarea TP cu consolidarea maximă posibilă a operațiunilor, cu un număr minim de operațiuni și instalații în operațiuni.

3.Principiul tehnologiei „oameni mici”. Asigurarea functionarii automate a APS in cadrul intregului ciclu de productie.

4.Principiul tehnologiei „no-debug”. . Dezvoltarea de soluții tehnice care nu necesită depanare la posturile de muncă.

5.Principiul tehnologiei controlate activ. Organizarea managementului TP și corectarea deciziilor de proiectare pe baza informațiilor de lucru despre progresul TP. Pot fi corectati atat parametrii tehnologici formati in etapa de control cat si parametrii initiali ai pregatirii tehnologice a productiei (TPP).

6.Principiul optimității . Luarea unei decizii în fiecare etapă a managementului TPP și TP pe baza unui singur criteriu de optimitate.

Pe lângă cele luate în considerare pentru tehnologia APS, sunt caracteristice și alte principii: tehnologia informatică, securitatea informației, integrarea, documentarea fără hârtie, tehnologia de grup.

2. TP tipic și de grup

Tipificarea proceselor tehnologice pentru grupuri de piese asemănătoare ca configurație și caracteristici tehnologice prevede fabricarea acestora după același proces tehnologic, bazat pe utilizarea celor mai avansate metode de prelucrare și asigurarea atingerii celei mai înalte productivități, economie și calitate. Tipificarea se bazează pe regulile de prelucrare a suprafețelor elementare individuale și regulile de atribuire a ordinii în care aceste suprafețe sunt prelucrate. TC-urile tipice sunt utilizate în principal în producția la scară mare și în masă.

Principiul tehnologiei de grup stă la baza tehnologiei producției reconfigurabile - la scară mică și medie. Spre deosebire de tipificarea TP cu tehnologia de grup, o caracteristică comună este comunitatea suprafețelor prelucrate și combinațiile acestora. Prin urmare, metodele de prelucrare în grup sunt tipice pentru prelucrarea pieselor cu o gamă largă.

Atât tipificarea TP, cât și metoda tehnologiei de grup sunt principalele direcții de unificare a soluțiilor tehnologice care cresc eficiența producției.

Clasificarea pieselor

Clasificarea se realizează în scopul determinării grupelor de piese omogene din punct de vedere tehnologic pentru prelucrarea lor în comun într-un mediu de producție de grup. Se realizează în două etape: clasificarea primară, adică codificarea detaliilor producției studiate în funcție de design și caracteristicile tehnologice; clasificare secundară, adică gruparea de părți cu caracteristici de clasificare identice sau ușor diferite.

La clasificarea pieselor trebuie avute în vedere următoarele caracteristici: structural - dimensiuni de gabarit, greutate, material, tip de prelucrare și piesa de prelucrat; numărul de operațiuni de prelucrare; acuratețea și alți indicatori.

Gruparea pieselor se realizează în următoarea secvență: selectarea unui set de piese la nivel de clasă, de exemplu, corpuri de revoluție pentru producția prin prelucrare; selectarea unui set de piese la nivel de subclasă, de exemplu, piese de tip arbore; clasificarea pieselor prin combinație de suprafețe, de exemplu, arbori cu o combinație de suprafețe cilindrice netede; gruparea pe dimensiuni de gabarit cu selecția zonelor cu densitatea maximă de distribuție a dimensiunilor; determinarea conform diagramei zonelor cu cel mai mare număr de nume de piese.

Fabricabilitatea modelelor de produse pentru condiții de accident

Designul unui produs este considerat fabricabil dacă fabricarea și funcționarea acestuia necesită cheltuieli minime de materiale, timp și bani. Evaluarea fabricabilității se realizează în funcție de criterii calitative și cantitative separat pentru semifabricate, piese prelucrate, unități de asamblare.

Piesele care urmează să fie prelucrate în AM trebuie să fie avansate din punct de vedere tehnologic, adică simple ca formă, dimensiuni, constau din suprafețe standard și să aibă rata maximă de utilizare a materialului.

Piesele de asamblat trebuie să aibă cât mai multe suprafețe standard de conectare, cele mai simple elemente de orientare a unităților și pieselor de asamblare.

3. Caracteristici ale proiectării proceselor tehnologice pentru fabricarea pieselor pe linii automate și mașini CNC

O linie automată este un complex de echipamente interconectate și sisteme de control care funcționează continuu, unde este necesară sincronizarea la timp a operațiunilor și a tranzițiilor. Cele mai eficiente metode de sincronizare sunt concentrarea și diferențierea TP.

Diferențierea procesului tehnologic, simplificarea și sincronizarea tranzițiilor sunt condițiile necesare pentru fiabilitate și productivitate. Diferențierea excesivă duce la complicarea echipamentelor de service, o creștere a suprafețelor și a volumului de servicii. O concentrare oportună a operațiunilor și tranzițiilor, fără a reduce practic productivitatea, poate fi realizată prin agregare, folosind ajustări multi-unelte.

Pentru a sincroniza lucrul într-o linie automată (AL), se determină o unealtă de limitare, o mașină de limitare și o secțiune de limitare, în funcție de care ciclul real de ieșire AL (min) este setat conform formulei

Unde F - fondul efectiv al echipamentului, h; N- program de lansare, buc.

Pentru a asigura o fiabilitate ridicată, AL este împărțit în secțiuni care sunt conectate între ele prin dispozitive de stocare care asigură așa-numita conexiune flexibilă între secțiuni, asigurând funcționarea independentă a secțiunilor adiacente în cazul unei defecțiuni la una dintre ele. O conexiune rigidă este menținută în interiorul șantierului. Pentru echipamentele cuplate dur, este important să planificați momentul și durata opririlor planificate.

Mașinile CNC asigură o mare precizie și calitate a produselor și pot fi utilizate la prelucrarea pieselor complexe cu contururi precise în trepte sau curbate. Acest lucru reduce costurile de procesare, calificare și numărul de personal. Caracteristicile de prelucrare a pieselor pe mașinile CNC sunt determinate de caracteristicile mașinilor în sine și, în primul rând, de sistemele CNC ale acestora, care oferă:

1) reducerea timpului de reglare și reajustare a echipamentelor; 2) creșterea complexității ciclurilor de prelucrare; 3) posibilitatea implementării mișcărilor de ciclu cu o traiectorie curbilinie complexă; 4) posibilitatea unificării sistemelor de control (CS) ale mașinilor-unelte cu CS ale altor echipamente; 5) posibilitatea utilizării unui computer pentru a controla mașinile CNC care fac parte din APS.

Cerințe de bază pentru tehnologia și organizarea prelucrării în APS reconfigurabile pe exemplul fabricării pieselor standard de bază

Dezvoltarea tehnologiei în APS este caracterizată de o abordare integrată - un studiu detaliat nu numai al operațiunilor și tranzițiilor principale, ci și auxiliare, inclusiv transportul produselor, controlul, depozitarea, testarea și ambalarea acestora.

Pentru a stabiliza și îmbunătăți fiabilitatea prelucrării, sunt utilizate două metode principale de construire a TP:

1) utilizarea echipamentelor care asigură o prelucrare fiabilă aproape fără intervenția operatorului;

2) reglarea parametrilor TP pe baza controlului produselor în timpul procesului propriu-zis.

Pentru a crește flexibilitatea și eficiența, APS utilizează principiul tehnologiei de grup.

4. Caracteristici ale dezvoltării procesului tehnologic pentru asamblarea automată și robotizată

Asamblarea automată a produselor se realizează pe mașini de asamblare și AL. O condiție importantă pentru dezvoltarea unui TP rațional pentru asamblarea automată este unificarea și normalizarea conexiunilor, adică aducerea acestora la o anumită gamă de tipuri și precizie.

Principala diferență în producția robotică este înlocuirea asamblatorilor cu roboți de asamblare și executarea controlului prin roboți de control sau dispozitive automate de control.

Asamblarea robotică ar trebui efectuată pe principiul interschimbabilității complete sau (mai rar) pe principiul interschimbabilității în grup. Posibilitatea de montare, reglare este exclusă.

Execuția operațiunilor de asamblare ar trebui să treacă de la simplu la complex. În funcție de complexitatea și dimensiunile produselor, se alege forma de organizare a ansamblului: staționar sau transportor. Componența RTK este echipamente și dispozitive de asamblare, un sistem de transport, roboți operaționali de asamblare, roboți de control și un sistem de control.

Există toate motivele să credem că următorul deceniu va fi un punct de cotitură în dezvoltarea de noi abordări ale producției, granița dintre erele producției neautomatizate și cele automatizate.

Este destul de evident că acum s-au maturizat premisele științifice și tehnice asociate cu apariția și dezvoltarea celor mai noi instrumente de automatizare. Printre acestea se numără, în primul rând, sisteme de control automat bazate pe controlere industriale și, bineînțeles, roboți industriali care au ridicat producția la un nivel calitativ superior.

S-ar părea că progresivitatea necondiționată, combinată cu atenția sporită, ar fi trebuit să ofere roboților industriali un marș triumfal, permițându-le să aducă o contribuție semnificativă la intensificarea proceselor de producție, reducând ponderea muncii manuale. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă încă în măsura potrivită. Cel puțin în ceea ce privește situația din țara noastră.

Evident, principala problemă a dezvoltării lente a automatizării și, în special, a producției robotizate constă în aparenta discrepanță dintre costurile cu forța de muncă și resurse, pe de o parte, și rentabilitatea reală, pe de altă parte. Și acest lucru a fost cauzat nu de deficiențele descoperite brusc ale roboților industriali, ci de calculele greșite făcute în pregătirea unei astfel de producții. Producția, cu legile sale dure, respinge în mod inevitabil proiectele scumpe, cu viteză redusă și nesigure.

Rusia poate și trebuie să-și recapete statutul de putere industrială mondială. Pentru a realiza acest lucru, este necesar să avem o serie de avantaje cheie - domenii și tehnologii promițătoare, construcția de mașini-unelte dezvoltate și, cel mai important, resurse umane care sunt capabile să-și dea planurile la viață. Specificul creării oricărui produs nou, fie că este vorba despre cele mai noi modele de arme, maritime și avioane sau alte produse high-tech, este că este proiectat doar ceea ce, în principiu, poate fi fabricat. Nu are sens să vorbim despre crearea, de exemplu, a unui luptător de nouă generație fără a avea echipamentul de nivelul corespunzător. Astfel, echipamentele de ultimă generație stau la baza creării celor mai noi tehnologii. Respingerea reglementării industriale sistematice, „cultivarea” directă a proiectelor inovatoare duce la respingerea producției industriale moderne: construcția de nave și avioane, sectorul spațial, transportul feroviar de mare viteză și sistemele de arme moderne.

Deoarece automatizarea și producția robotizată sunt în mod inerent strâns legate de dezvoltarea de noi tipuri de produse, ele sunt capabile să determine nivelul de competitivitate al unei țări. Prin urmare, este necesar să se studieze și să investigheze ciclurile de producție ale întreprinderilor din diverse industrii cu producție la scară mare, în serie și la scară mică pentru a determina domeniile de utilizare rațională a roboților și a stabili cerințele funcționale și tehnice pentru acestea.

Există o dezvoltare dinamică a roboticii în lume. Toate noile modele de roboți extrem de eficiente și controlere industriale pentru utilizare în masă au fost create și sunt în curs de creare. Numărul acestora crește rapid, deoarece reducerea ponderii muncii manuale, creșterea productivității și creșterea ratelor de producție sunt o sarcină urgentă pentru o producție industrială eficientă în țările dezvoltate post-industriale. În același timp, în multe cazuri, apariția tehnologiei este cea care stimulează dezvoltarea de noi tipuri de produse. Tehnologia adusă la perfecțiune determină costul de producție și în cele din urmă eficiența și competitivitatea economiei țării în ansamblu. Astfel, formarea acestei direcții va da un impuls industriei în plină expansiune și va pune bazele dezvoltării sale dinamice.

Dezvoltarea producţiei industriale este determinată de creşterea productivităţii muncii. Productivitatea unei operațiuni tehnologice în orice industrie depinde de timpul alocat realizării principalelor acțiuni funcționale (timp principal), acțiunilor auxiliare (timp auxiliar) și pierderilor de timp datorate organizării insuficiente a muncii (pierderi organizaționale) și de performanța pe termen lung. a unor acţiuni suplimentare (pierderi proprii). Reducerea timpului principal se poate realiza prin îmbunătățirea tehnologiei de procesare, precum și prin modificări de proiectare ale echipamentelor. Minimizarea pierderilor de timp organizațional implică un studiu amănunțit al condițiilor de organizare a producției, livrarea materialelor și componentelor, legăturile de cooperare stabilite și multe altele, în timp ce reducerea timpului auxiliar și a pierderilor proprii este asociată cu mecanizarea și automatizarea producției. Automatizarea producției este posibilă numai pe baza celor mai recente realizări ale științei și tehnologiei, utilizarea tehnologiei avansate și utilizarea experienței avansate de producție. Ei bine, automatizarea flexibilă, la rândul său, face posibilă reconfigurarea rapidă a producției pentru a îndeplini funcții tehnologice cu o anumită capacitate de procesare bazată pe utilizarea maximă a tehnologiei informatice și a electronicii.

Având în vedere faptul că tehnologiile informatice se dezvoltă într-un ritm rapid și nimic nu împiedică utilizarea lor împreună cu echipamentele tehnologice, putem concluziona că în viitorul apropiat participarea umană la procesele de producție va fi minimizată. Întreprinderile viitorului apropiat sunt ateliere complet automatizate, cu o organizare flexibilă a producției, deservite de grupuri de roboți cu un singur centru de control.

NOI PROVOCĂRI - NOI SOLUȚII

Automatizarea producției duce la o creștere semnificativă a eficienței acesteia. Acest lucru se datorează, pe de o parte, îmbunătățirii organizării producției, accelerării cifrei de afaceri a fondurilor și unei mai bune utilizări a mijloacelor fixe, pe de altă parte, reducerii costurilor de prelucrare, salarii și energie. cheltuieli. Al treilea factor important este creșterea nivelului culturii de producție, a calității produselor etc.

Mașinile CNC au devenit un simbol al mișcării către o organizare inovatoare a producției. Cu toate acestea, în ciuda amplorii și complexității aplicațiilor lor, astăzi nu reprezintă cea mai semnificativă realizare în domeniul automatizării. În culise se află controlere programabile, microprocesoare, calculatoare de proces și sisteme de control logic, care sunt și mai de succes și mai utilizate pe scară largă în acest domeniu. În același timp, toate dispozitivele enumerate pot fi considerate ca membri ai aceleiași familii de echipamente pentru automatizare flexibilă, ceea ce schimbă fundamental sistemul existent de producție industrială.

S-a dovedit deja că utilizarea roboților industriali nu numai că mărește nivelul de automatizare a producției în linie, dar face și posibilă utilizarea mai eficientă a echipamentelor tehnologice și, pe această bază, crește semnificativ productivitatea muncii. Utilizarea roboților rezolvă și problema furnizării de personal pentru operațiuni dificile și periculoase.

În domeniul creării și aplicării roboților industriali, țara noastră este încă într-un stadiu incipient, așa că trebuie să realizăm o cantitate mare de cercetare și dezvoltare, să dezvoltăm propria noastră bază de soluții standard. Odată cu dezvoltarea roboților universali, este necesar să se organizeze producția de modele standard de echipamente speciale (grippere pneumatice, dispozitive staționare și dispozitive similare), care vor extinde și mai mult posibilitățile de automatizare. În plus, ar trebui dezvoltate modele simplificate de roboți și prindere mecanice pentru a efectua operații simple.

Automatizarea simplă a locurilor de muncă a încetat deja să se potrivească managerilor de producție. De ce? La urma urmei, timpul eliberat este cel mai important factor care afectează eficiența unei întreprinderi industriale. Totuși, efectul economic al automatizării locale, „pe bucăți” este minim, deoarece procesul de proiectare rămâne clasic consistent: proiectanții creează documentație, o transferă tehnologilor, o iau înapoi pentru corectare, returnează documentația corectată tehnologilor, ei pregătesc documentația tehnologică, coordonează cu furnizorii și economiștii și așa mai departe. Ca urmare, nici rentabilitatea economică deplină, nici o reducere cu adevărat semnificativă a timpului de pregătire pentru producție, automatizarea aduce, deși se obține un efect pozitiv în orice caz.

Nu trebuie uitat că dezvoltarea și pregătirea pentru producția de produse complexe, de înaltă tehnologie, este un proces colectiv și interdependent, care implică zeci și sute de specialiști ai unei întreprinderi sau chiar ai unui grup de întreprinderi. În timpul dezvoltării unui produs, apar o serie de dificultăți care afectează succesul general. În primul rând, aceasta este incapacitatea de a vedea resursele cheie implicate în procesul de dezvoltare în starea lor actuală la un moment dat. Este, de asemenea, organizarea muncii în comun a unei echipe de specialiști cu implicarea companiilor care furnizează orice componente pentru produsul în curs de dezvoltare. Există o singură modalitate de a reduce semnificativ timpul de pregătire pentru o astfel de producție - prin execuția paralelă a lucrării și interacțiunea strânsă a tuturor participanților la proces. O problemă similară poate fi rezolvată prin crearea unui singur spațiu informațional al întreprinderii, un fel de matrice de date digitale pe produse.

DE UNDE SE ÎNCEPE AUTOMATIZAREA

Mai jos este un scurt algoritm care vă permite să înțelegeți ce trebuie să aflați pentru a începe implementarea unui proiect de automatizare a fabricii.

1. Mai întâi trebuie să evaluați obiectul de automatizare - ce trebuie înlocuit, ce echipamente trebuie achiziționate și ce poate crește productivitatea întreprinderii.

2. Pe baza caietului de sarcini elaborat, este necesară alegerea celor mai optime elemente pentru rezolvarea sarcinilor. Acestea pot fi senzori și instrumente speciale pentru monitorizarea, de exemplu, funcționarea echipamentelor, precum și diverse kituri pentru colectarea și procesarea în continuare a tuturor informațiilor primite, dispozitive speciale pentru furnizarea unei interfețe - un panou de control pentru activitatea normală a dispeceraților de producție. , etc.

3. Întocmește documentația de proiect - o schemă de automatizare, de preferință sub formă de ciclograme, o schemă de circuit electric, o descriere a controlului managementului sistemelor.

4. Următorul pas este dezvoltarea programelor care vor ajuta la implementarea algoritmilor de control pentru fiecare echipament specific (etapa inferioară de control). După aceea, este compilat un algoritm general pentru colectarea și procesarea datelor primite (etapa superioară a managementului producției).

5. Când toate cele de mai sus sunt făcute, este recomandabil să începeți asigurarea proviziilor cu echipamentul necesar. În plus, punerea în funcțiune a acestuia ar trebui să fie efectuată conform unor priorități predeterminate și strict definite.

6. Este necesară automatizarea tuturor etapelor procesului de producție prin combinarea programatică a sistemelor de control pentru fiecare nivel individual, oferind acestora posibilitatea unor transformări flexibile.

PROBLEME ȘI RECOMANDĂRI TIPICE PENTRU DEPĂȘIREA LOR

Compania Solver automatizează producția de întreprinderi de construcție de mașini de 20 de ani. Experiența arată că factorii obiectivi care împiedică implementarea cu succes a proiectelor de automatizare sunt:

Nedorința echipei întreprinderii de a accepta automatizarea ca instrument necesar și suficient pentru ciclul de producție în această etapă de dezvoltare a întreprinderii;

Lipsa unui număr suficient de specialiști competenți în domeniul automatizării;

Adesea, întreprinderea nu are o înțelegere clară a obiectivelor finale ale activităților de automatizare.

Compania Solver a formulat câteva principii de bază care permit o privire rațională a problemelor roboticii și postulate care ar trebui urmate atunci când se lucrează prin etapele automatizării producției.

1. Uneltele robotizate nu trebuie doar să înlocuiască o persoană sau să-i imite acțiunile, ci și să îndeplinească aceste funcții de producție mai rapid și mai bine. Abia atunci vor fi cu adevărat eficiente. Astfel se realizează principiul rezultatului final.

2. Complexitatea abordării. Toate cele mai importante componente ale procesului de productie - tehnologii, facilitati de productie, echipamente auxiliare, sisteme de control si intretinere - trebuie luate in considerare si in cele din urma rezolvate la un nivel nou, superior. O componentă a procesului de producție care nu a fost elaborată la nivelul corespunzător poate face ca întregul complex de măsuri de automatizare să fie ineficient. Atât roboții industriali, cât și sistemele de control automatizate trebuie implementați ținând cont de progresul tehnologiei și designului și, în ansamblu, să se adapteze la cerințele de producție - doar atunci vor fi eficienți.

3. Și cel mai important lucru este principiul necesității. Instrumentele de robotizare, inclusiv cele mai promițătoare și progresive, ar trebui folosite nu acolo unde pot fi adaptate, ci acolo unde nu se poate renunța la ele.

Aș dori să închei articolul cu următoarea concluzie. Nimeni nu este capabil să descrie în detaliu și cu exactitate societatea superindustrială care se dezvoltă astăzi. Dar deja acum trebuie să înțelegem că în viitorul previzibil, societatea va trece de la un sistem de fabrică de masă la producția de piese unice, munca intelectuală, care se va baza pe informații, super tehnologii, precum și pe un grad ridicat de automatizare a producției. Nu este prevăzută altă cale.

Tipurile de sisteme de automatizare includ:

• sisteme imuabile. Acestea sunt sisteme în care secvența acțiunilor este determinată de configurația echipamentului sau a condițiilor procesului și nu pot fi modificate în timpul procesului.
• sisteme programabile. Acestea sunt sisteme în care secvența acțiunilor poate varia în funcție de programul dat și configurația procesului. Alegerea secvenței necesare de acțiuni se realizează datorită unui set de instrucțiuni care pot fi citite și interpretate de sistem.
• sisteme flexibile (autoajustare). Acestea sunt sisteme care sunt capabile să selecteze acțiunile necesare în procesul de lucru. Modificarea configurației procesului (secvența și condițiile de efectuare a operațiunilor) se realizează pe baza informațiilor despre progresul procesului.

Aceste tipuri de sisteme pot fi utilizate la toate nivelurile de automatizare a proceselor individual sau ca parte a unui sistem combinat.

În fiecare sector al economiei, există întreprinderi și organizații care produc produse sau furnizează servicii. Toate aceste întreprinderi pot fi împărțite în trei grupuri, în funcție de „depărtarea” lor în lanțul de prelucrare a resurselor naturale.

Primul grup de întreprinderi sunt întreprinderile care extrag sau produc resurse naturale. Astfel de întreprinderi includ, de exemplu, producătorii agricoli, companiile de petrol și gaze.

Al doilea grup de întreprinderi sunt întreprinderile care prelucrează materii prime naturale. Ei realizează produse din materii prime extrase sau produse de întreprinderile din primul grup. Astfel de companii includ, de exemplu, industria auto, companii siderurgice, companii de electronice, centrale electrice și altele asemenea.

Al treilea grup este reprezentat de întreprinderile din sectorul serviciilor. Astfel de organizații includ, de exemplu, bănci, instituții de învățământ, instituții medicale, restaurante etc.

Pentru toate întreprinderile, este posibil să se evidențieze grupuri generale de procese asociate cu producția de produse sau furnizarea de servicii.

Aceste procese includ:

• procese de afaceri;
• procese de proiectare și dezvoltare;
• Procese de producție;
• procese de control și analiză.

• Procesele de afaceri sunt procese care asigură interacțiunea în cadrul organizației și cu părțile interesate externe (clienți, furnizori, autorități de reglementare etc.). În această categorie de procese sunt incluse procesele de marketing și vânzări, interacțiunea cu consumatorii, procesele de planificare financiară, de personal, materiale și contabilitate etc.
• Procese de proiectare și dezvoltare Toate procesele implicate în dezvoltarea unui produs sau serviciu. Astfel de procese includ procesele de planificare a dezvoltării, colectarea și pregătirea datelor inițiale, implementarea proiectelor, controlul și analiza rezultatelor proiectării etc.
• Procese de fabricatie sunt procesele necesare pentru producerea unui produs sau furnizarea unui serviciu. Acest grup include toate procesele de producție și tehnologice. Acestea includ, de asemenea, procesele de planificare a cerințelor și de planificare a capacității, procesele logistice și procesele de servicii.
• Procese de control și analiză- acest grup de procese este asociat cu colectarea și prelucrarea informațiilor despre execuția proceselor. Astfel de procese includ procese de control al calității, management operațional, procese de control al stocurilor etc.

Majoritatea proceselor aparținând acestor grupuri pot fi automatizate. Până în prezent, există clase de sisteme care asigură automatizarea acestor procese.

Termeni de referință pentru subsistemul „Depozite”	Termeni de referință pentru subsistemul „Gestionarea documentelor”	Termeni de referință pentru subsistemul „Achiziții”

Strategia de automatizare a proceselor

Automatizarea proceselor este o sarcină complexă și consumatoare de timp. Pentru a rezolva cu succes această problemă, este necesar să adere la o anumită strategie de automatizare. Vă permite să îmbunătățiți procesele și să obțineți o serie de beneficii semnificative din automatizare.

Pe scurt, strategia poate fi formulată după cum urmează:

• înțelegerea procesului. Pentru a automatiza un proces, este necesar să înțelegeți procesul existent în toate detaliile sale. Procesul trebuie analizat pe deplin. Trebuie definite intrările și ieșirile procesului, succesiunea acțiunilor, relația cu alte procese, compoziția resurselor procesului etc.
• simplificarea procesului. Odată ce analiza procesului a fost efectuată, este necesară simplificarea procesului. Operațiunile suplimentare care nu aduc valoare ar trebui reduse. Operațiile individuale pot fi combinate sau rulate în paralel. Alte tehnologii pentru executarea lui pot fi propuse pentru a îmbunătăți procesul.
• automatizarea procesului. Automatizarea procesului poate fi realizată numai după ce procesul a fost simplificat cât mai mult posibil. Cu cât fluxul de proces este mai simplu, cu atât este mai ușor de automatizat și cu atât procesul automatizat va fi mai eficient.

În prezent, este foarte greu de imaginat o întreprindere industrială fără sisteme de control automatizate. Automatizarea crește productivitatea întreprinderilor, minimizează factorul uman și îmbunătățește calitatea produsului.

Multă vreme, producția a rămas parțial automatizată. Tehnologiile moderne fac posibilă trecerea la scheme complet automatizate, în care rolul unei persoane se reduce la îndeplinirea funcțiilor unui operator.

Automatizarea proceselor poate fi:

• parțial. În producție, dispozitivele și mașinile individuale sunt automatizate. Este utilizat în principal în întreprinderile din industria alimentară atunci când o persoană nu poate efectua anumite lucrări din cauza complexității sau vitezei sale. O astfel de automatizare este utilizată în industriile ușoare și chimice.
• Complex. Un exemplu izbitor de astfel de automatizare poate fi numit o centrală electrică. Funcționează ca un singur complex, o persoană îndeplinește doar funcțiile unui operator.
• Deplin. Toate funcțiile de control și monitorizare sunt efectuate de mașină. Tehnologiile moderne s-au apropiat de automatizarea completă, dar, din păcate, încă nu se pot descurca fără factorul uman. Cel mai înalt nivel de automatizare este utilizat în domeniul energiei nucleare.

Principalele elemente ale automatizării industriale includ:

• Mașini CNC (apărute în 1955).
• Roboți industriali (primele modele au apărut în 1962).
• Complexe tehnologice robotizate.
• Sisteme automate de depozitare.
• Sisteme de proiectare asistată de calculator.

Beneficiile automatizării:

• Majoritatea deciziilor de management sunt luate automat și în timp util. De asemenea, cu ajutorul mașinilor, puteți intra în contabilitatea operațională.
• Automatizarea vă permite să distribuiți resursele de muncă cât mai eficient posibil.
• Ciclurile de producție nu eșuează niciodată.
• Toate deciziile sistemelor automate sunt stocate într-o bază de date, ceea ce facilitează analiza activităților întreprinderii.
• Automatizarea producției reduce semnificativ cifra de afaceri a documentelor în întreprindere.
• Producția funcționează stabil, fără abateri vizibile.

Optimizarea modernă a producției necesită participarea companiilor profesionale. Una dintre cele mai bune poate fi numită Industrial Automation LLC, care realizează automatizarea întreprinderilor la toate nivelurile. Această companie introduce sisteme de înaltă tehnologie întreprinderilor de producție.

Astfel, schimbările calitative în tehnologia sistemului de control și automatizarea producției dau impuls dezvoltării economice prin reducerea costului energiei și materialelor. Nordengineering are o abordare individuală a fiecărei afaceri. Compania garanteaza calitatea muncii sale si cresterea economica a clientului. Automatizarea se realizează la toate nivelurile, de la compresor până la complexul de produse finite.