Організація автоматизованого виробництва

Вступ.

1. Загальна характеристика автоматичного та автоматизованого виробництва.

2. Гнучкі виробничі системи й виробництва, їхні організаційно-виробничі параметри.

3. Практика та перспективи розвитку гнучких виробничих систем.

Висновки.

Список використаної літератури.


Вступ

Комплексна автоматизація господарської діяльності стала на сьогоднішній день для багатьох підприємств України нагальною потребою, оскільки ринок розвивається досить динамічно і для того, щоб перемогти в конкурентній боротьбі підприємству також потрібно бути максимально гнучким. Саме досягти необхідної гнучкості, динамізму, керованості та необхідного рівня планування й прогнозування своєї діяльності і дозволяє правильно вибрана модель комплексної механізації та автоматизації виробництва.

Так, автоматизація на базі гнучких виробничих систем, значно підвищуючи ефективність виробництва, полегшує працю працівників і сприяє збільшенню випуску продукції, поліпшенню її споживчих властивостей. Дозволяючи забезпечувати випуск широкої номенклатури продукції, однорідної по основних конструктивних і технологічних параметрах, гнучка автоматизація є ефективним засобом інтенсифікації.


1. Загальна характеристика автоматичного та автоматизованого виробництва

Автоматизація виробничого процесу досягається шляхом використання систем машин-автоматів, що являють собою комбінацію різнорідного устаткування та інших технічних пристроїв, розташованих у технологічній послідовності й об’єднаних засобами транспортування, контролю та управління для виконання часткових процесів виготовлення виробів. Особливо важливу роль при цьому відіграє комплексна автоматизація виробництва, коли без безпосереднього втручання людини, але під її контролем машинами-автоматами здійснюються всі процеси виробництва — від надходження сировини до виходу готового продукту.

Під автоматизацією виробництва розуміють процес, під час якого всі або переважна частина операцій, що потребують фізичних зусиль робітника, передаються машинам і здійснюються без його особистої участі, крім функції налагодження, нагляду і контролю.

Етапи розвитку автоматизації в промисловості визначаються розвитком засобів виробництва, електронно-обчислювальної техніки, наукових методів, технології та організації виробництва.

На першому етапі автоматизувалися окремі операції або їх групи з повним або частковим вивільненням робітника від виконання трудомістких, шкідливих, монотонних операцій. Для цього створювалися напівавтомати й автомати.

Напівавтомат — машина, цикл роботи якої переривається автоматично після завершення виконання операції і для його поновлення необхідно втручання робітника.

Автомат являє собою саморегулюючу робочу машину, що здійснює всі елементи обробки, крім контролю і налагодження.

При застосуванні автоматів і напівавтоматів для виконання окремих операцій створюється частковий автоматизований виробничий процес з використанням принципів непотокових методів організації виробництва, організується багатоверстатне обслуговування.

Другий етап розвитку автоматизації характеризується впровадженням автоматичної лінії — автоматичної системи машин, що розташовані за ходом технологічного процесу, яка здійснює без безпосередньої участі людини у визначеній послідовності і в заданому ритмі технологічні операції з виготовлення продукції. За робітником залишається виконання функцій налагодження та управління.

Автоматичні лінії стали етапом подальшого розвитку потокових. Вони, так само як і потокові, можуть бути одно- і багатопредметними. Важливою характеристикою автоматичних верстатних ліній є спосіб кінематичного зв’язку устаткування, який може бути жорстким і гнучким.

При жорсткому кінематичному зв’язку все устаткування лінії пов’язане в жорстку систему єдиним транспортером, що одночасно переміщає предмети, які обробляються, з операції на операцію відповідно до заданого ритму. Основний недолік ліній із жорстким зв’язком полягає в тому, що зупинка одного з верстатів потребує зупинення всієї лінії. Якщо в лінію включається досить велика кількість верстатів з невисоким ступенем надійності їх роботи, то така лінія може бути неефективною.

На лініях із гнучким кінематичним зв’язком між кожною парою суміжних верстатів (або їх групою) є незалежний транспортний пристрій і накопичувач деталей (бункер). У випадку відмови одного з верстатів інші працюють за рахунок наявного заділу в міжопераційних накопичувачах. Така лінія менше простоює з причин відмови, але вона складніша конструктивно, дорожча і збільшує обсяг незавершеного виробництва.

Для третього етапу розвитку автоматизації характерна поява електронно-програмного управління: були створені верстати з ЧПУ, обробні центри і автоматичні лінії, оснащені обладнанням з програмним управлінням.

Четвертий етап розвитку автоматизації пов’язаний з новими можливостями ЧПУ, які базуються на застосуванні мікропроцесорної техніки, що дало змогу створити принципово нову систему машин, яка поєднує в собі високу продуктивність автоматичних ліній з вимогами гнучкості виробничого процесу.

П’ятий етап автоматизації характеризується створенням комплексно-автоматизованих дільниць, цехів і заводів у цілому з використанням електронно-обчислювальної техніки та комп’ютерних систем.

Автоматичні лінії (АЛ).Типовим прикладом комплексних систем машин є автоматична лінія. Автоматична лінія — це система керуючих пристроїв та машин-автоматів, які розміщені за ходом технологічного процесу й об’єднані автоматичними механізмами та пристроями для транспортування, накопичення заділів, усування відходів, зміни орієнтації. Залежно від складу устаткування, що використовується, АЛ класифікуються за типами:

автоматичні лінії з агрегатних верстатів вирізняються високою ефективністю, скороченими термінами проектно-монтажних робіт, високим рівнем надійності роботи агрегатів, оскільки їх збирають з уніфікованих агрегатних вузлів, що налагоджені у системах, які раніше діяли;

автоматичні лінії з універсальних верстатів-автоматів і напівавтоматів — проектуються на базі потокових ліній з оснащенням механізмами автоматичного завантаження-розвантаження деталей;

автоматичні лінії зі спеціального устаткування високоефективні при використанні в умовах масового виробництва. Зазвичай для процесу їх створення характерні тривалі терміни проектування й освоєння, значні витрати. Автоматичні лінії з програмуючими пристроями оснащені числовим програмним управлінням, що робить їх економічно ефективними не тільки в масовому і великосерійному, а й у дрібносерійному виробництвах.

автоматичні лінії з багатоцільових верстатів (гнучкі автоматичні лінії) являють собою високоефективні автоматизовані гнучкі технологічні комплекси з управлінням від ЕОМ. Вони свідчать про високий рівень гнучкості, електронізації та інтеграції виробництва.

2. Гнучкі виробничі системи й виробництва, їхні організаційно-виробничі параметри

Поняття гнучкості виробничої системи багатокритеріальне. Залежно від конкретно розв’язуваних завдань системою висуваються різноманітні аспекти гнучкості:

· машинна гнучкість — простота перебудови технологічного устаткування для виробництва заданої множини деталей;

· технологічна гнучкість — спроможність устаткування виробляти задану множину деталей різними способами;

· структурна гнучкість — можливість розширення гнучкої виробничої системи (ГВС) за рахунок уведення нових технологічних модулів;

· виробнича гнучкість — спроможність системи продовжувати обробку деталей у разі відмови окремих технологічних елементів;

· маршрутна гнучкість — можливість зміни порядку виконання операцій без перепланування устаткування;

· гнучкість за обсягом — спроможність системи ефективно функціонувати при різних обсягах виробництва;

· гнучкість за номенклатурою — спроможність системи виготовляти різноманітні деталі.

У гнучкому автоматизованому виробництві робота всіх компонентів (технологічного устаткування, транспортних і складських систем, дільниць комплектування програмами, інструментами, пристроями і т. д.) синхронізується як єдине ціле системою управління, що забезпечує перебудову технології виробництва (обробки) під час зміни виробів.

Складовими автоматизованого виробництва (рис. 1) є:

1) гнучкі виробничі модулі (ГВМ);

2) гнучкі виробничі комплекси (ГВК);

3) автоматизована система технологічної підготовки виробництва (АСТПВ) і автоматизована система управління виробництвом (АСУВ).

Залежно від структурного рівня виробничої одиниці гнучкого автоматизованого виробництва (завод, цех, дільниця) під АСУВ розуміється АСУ тією виробничою одиницею, що автоматизована (з урахуванням зв’язків із системою вищого ієрархічного рівня).

АСУВ у ГАВ інтегрується із системою автоматизованого проектування (САПР), автоматизованою системою управління технологічними процесами (АСУТП), автоматизованою транспортно-складською системою (АТСС), автоматизованою системою інструментального забезпечення (АСІЗ), системою автоматизованого контролю якості (САК), автоматизованою системою наукових досліджень (АСНД), автоматизованою системою управління відходами виробництва (АСУВ) та іншими системами забезпечення функціонування технологічного устаткування ГВК.

АСТПВ охоплює не тільки інженерну підготовку виробництва (розроблення технології і керуючих програм обробки деталей, проектування оснащення та інструменту), а й також автоматизовані дільниці виготовлення засобів оснащення виробництва.

Гнучкий виробничий модуль (ГВМ) — елементарний компонент ГВК (ГАЛ, ГАД), здатна автоматично переналагоджуватися й автономно функціонувати одиниця автоматичного технологічногоустаткування (із ЧПУ), оснащена автоматизованими пристроями (роботами) завантаження заготовок, зняття обробленої деталі (вузла), вилучення відходів (наприклад, стружки), подавання і заміни інструменту, вимірів і контролю в процесі обробки деталей довільної номенклатури, а також пристроями діагностики негараздів і відмов у роботі.

Наприклад, одиницею технологічного устаткування можуть бути багатоопераційний верстат із ЧПУ типу «обробний центр», модуль багатоцільового типу свердлильно-фрезерувально-розточний із ЧПУ, автомат токарно-револьверний із ЧПУ, які обладнані автоматизованим пристроєм (ПР) завантаження заготовок, видалення оброблених деталей і накопичувачами — магазинами заготовок і деталей.

Гнучкий виробничий модуль спроможний обробляти ряд різноманітних деталей (від 2 до 200 найменувань і більше), мати пристрій, що визначає термін служби інструментів, їх поломки, ставити діагноз неполадок у роботі.

Як правило, ГВК складається з кількох ГВМ. ГВК — група устаткування з високим ступенем автоматизації, що призначена для обробки різноманітних видів заготовок, які випускаються малими і середніми партіями. ГВК для механічної обробки деталей об’єднує групу високоавтоматизованих верстатів, транспортну систему автоматизованої подачі заготовок та інструменту зі складів на верстати і видалення з верстатів оброблених деталей та використаного інструменту, ЕОМ із системою програм управління для керування всім обсягом робіт, що виконуються на комплексі.

Складнішою виробничою одиницею є гнучка виробнича дільниця (ГВД). Вона охоплює кілька ГВК, об’єднаних АСУ та автоматизованою транспортно-складською системою, що автономно функціонують протягом заданого часу.

ГВК і ГВД створюються в механообробних цехах дрібносерійного та одиничного типів виробництва. В усіх випадках, як правило, технологічні операції не синхронізовані. Унаслідок цього неможливо досягти безперервності обробки деталей, роботи устаткування. Обробка деталей ведеться паралельно-послідовно, деталі з однієї операції на іншу передаються поштучно промисловим роботом, що обслуговує технологічне устаткування.

Гнучкість автоматизованих виробництв, що характеризується як спроможність до перебудови, забезпечується:

· зв’язком усіх одиниць автоматичного технологічного устаткування в єдиний виробничий комплекс за допомогою автоматизованих транспортно-складських систем і дільниць комплектування;

· широким використанням мікропроцесорів;

· уніфікованим модульним складом усіх компонентів ГАВ;

· примусовою синхронізацією роботи всіх виробничих компонентів від ЕОМ;

· програмуванням технології й управління та ін.

Прийняття рішення про створення ГВС ґрунтується на розрахунку її економічної ефективності за умови досягнення високих техніко-економічних показників: продуктивності, надійності, зниження собівартості продукції, що випускається. Основними організаційно-виробничими параметрами ГАВ є:

· ритми і темпи випуску продукції, ступінь, коефіцієнти завантаження устаткування (характеризують устаткування);

· вантажооборот, швидкість транспортування і кількість транспортнихзасобів (характеризують транспортні засоби).

Щоб організувати роботу ГВК або ГВД, необхідно розрахувати такі календарно-планові нормативи: річний ефективний фонд часу роботи устаткування; кількість партій деталей, що обробляються за всією номенклатурою; кількість переналагоджень устаткування за плановий період; річний фонд часу, що витрачається на переналагодження устаткування; розмір партії деталей, що обробляється; періодичність (ритмічність) чергування партій деталей; кількість одиниць технологічного устаткування; кількість одиниць транспортних засобів (робот-електрокар) і промислових роботів; тривалість виробничого циклу.

Для визначення економічної ефективності ГВК або ГВД необхідно вибрати базу для порівняння варіантів і розрахувати для кожного з них інвестиції і собівартість обробки деталей. Для цього спочатку варто розрахувати: потужність, що споживається устаткуванням; чисельність виробничого персоналу; витрати на устаткування й інші виробничі фонди.

3. Практика та перспективи розвитку гнучких виробничих систем

Сучасне промислове виробництво характеризується, як уже відзначалося, прискореним оновленням продукції внаслідок посилення конкуренції, технологічного прогресу та орієнтації на виготовлення продукції для конкретного споживача, що зумовлює зниження серійності випуску продукції. Як правило, виробничий апарат промислових підприємств обновляється повільніше, ніж вироби, що випускаються. Звідси виникає гостра проблема адаптації виробництва до параметрів продукції, що швидко змінюється.

Виробнича система, що відповідає сучасним вимогам конкуренції, ураховує тенденції і перспективи розвитку промислового виробництва, має бути:

· високоефективною — характеризуватися високою продуктивністю за мінімальних витрат виробництва;

· високоадаптивною, що передбачає високий рівень гнучкості техніки і технології та забезпечує мінімум трудових і матеріальних витрат під час зміни (відновленні) об’єктів виробництва;

· стабільною, що характеризується постійним складом і структурою технічних засобів, технологічного процесу й організації виробництва протягом визначеного часу.

Сучасна виробнича система має поєднати гнучкість нижчих (одиничного, дрібносерійного) і високу продуктивність вищих (великосерійного, масового) типів виробництва. При цьому під гнучкістю виробництва розуміється його спроможність без яких-небудь істотних змін техніки, технології й організації виробництва забезпечувати перехід на нові вироби в найкоротші терміни і з мінімальними витратами трудових та матеріальних ресурсів незалежно від зміни конструктивних і технологічних характеристик виробів.

Створення матеріально-технічної бази неможливо без наявності у країні постійно розвивається випереджальними темпами машинобудування на основі передових світових досягнень науки й техніки. Основою такого машинобудування є всебічна комплексна автоматизиція процесів від ідеї створення до виробництва й поставки готової продукції, аналізу її використання з метою постійного поліпшення якості й відновлення.

Створення прогресивних технологічних систем стало можливо у результаті розвитку таких галузей науки й техніки, як технологія машинобудування, електроніка, інформатика, математика, економіка, організація виробництва й ін. Це системи взаємозалежних машин, приладів, устаткування, що виконують основні, допоміжні й обслуговуючі процеси на основі нової організації й управління. Правильно збалансовані з урахуванням техніко-економічних факторів системи здатні вирішити завдання по підвищенню продуктивності праці, зниженню споживання ресурсів, підвищенню якості продукції.

У нових умовах господарювання прогресивним є тільки таке виробництво, що активно й динамічно реагує на виникаючі завдання. Науково-технічний прогноз розвитку промислового виробництва показує, що саме гнучкі виробничі системи (ГПС) щонайкраще задовольняють вимогам замовника, вирішують проблеми конкурентоспроможності продукції на світовому ринку, забезпечують високу рентабельність виробництва і його ефективність. Ці системи дозволяють уникнути затоварення непотрібною продукцією і ефективної витрати всіх видів ресурсів. Цей тип виробництва може працювати по прогресивному принципі «роби вчасно», тому що поставки заготівель, деталей, складань і т.д. здійснюються строго й у певний час.

Необхідність прискорення темпів відновлення продукції спричиняється перехід машинобудування від автоматизації окремих елементів виробничого процесу до комплексної автоматизації на всіх рівнях, застосуванню ГПС в умовах одиничного, серійного й масового виробництв. Нова концепція відкрила шляхи рішення сформованого протиріччя між високою продуктивністю й відсутністю мобільності виробничого устаткування масового виробництва, високою мобільністю і низькою продуктивністю універсальних верстатів одиничного й серійного виробництва.

Значення наукових і технічних проблем гнучких виробничих систем для народного господарства полягає у створенні й удосконаленні методів і засобів технологічного, інформаційного та математичного забезпечення, які підвищують рівень гнучкості й автоматизації виробничих процесів, забезпечують їх автономне функціонування у різних галузях народного господарства. Як наслідок, досягається підвищення продуктивності, надійності, ритмічності та поліпшення інших показників діяльності як окремих автоматизованих технологічних одиниць, так і інтегрованих систем загалом, а також створюються умови для усунення людини зі сфери працемістких і небезпечних робіт та інтелектуалізації її діяльності.

Напрямки досліджень:

Створення і модифікація методів, алгоритмів і програм проектування й моделювання складних розподілених у просторі гнучких систем виробничого призначення та їх компонентів.

Розроблення методів моделювання і планування, математичного, алгоритмічного й програмного забезпечення завдань синтезу складних розподілених у просторі гнучких систем виробничого призначення, що відрізняються фізичними принципами реалізації, конструктивною та технологічною базами виконання, складом функціональних засобів й устаткуванням, технічним призначенням і методами керування на різних рівнях ієрархічної структури.

Оптимізація параметрів структури та режимів роботи окремих компонентів і гнучких виробничих систем загалом за енергетичними критеріями, показниками продуктивності, собівартості й надійності.

Розроблення фізичних моделей і проектування компонентів інтегрованих гнучких виробничих систем для різних галузей виробництва.

Створення й розроблення методологічних засад використання гнучких засобів промислової робототехніки з елементами штучного інтелекту у виробничих, технологічних та організаційно–технічних процесах.

Дослідження методів і засобів технологічного, математичного, інформаційного, технічного забезпечення гнучких виробничих систем з автоматичним формуванням програм їх функціонування.


Висновки

Автоматизація докорінно змінює характер організації виробничого процесу та праці. Порівняно з поточним методом виробництва, де робітник виконує протягом тривалого часу невелику за обсягом операцію диференційованого виробничого процесу, в автоматизованому виробництві тільки висококваліфіковані оператори і налагоджувальники контролюють роботу машин і регулюють їх дії.

Досвід створення та експлуатації гнучких виробництв показує значні якісні зміни у змісті і характері праці, а також потенційні можливості нової технологічної системи машин, які необхідно враховувати для створення заводів майбутнього.

Автоматизація виробничих процесів безпосередньо залежить від організаційного типу виробництва. Масовий тип виробництва за своїми характеристиками має найсприятливіші умови для широкої і глибокої автоматизації майже більшості процесів. Спеціалізація робочих місць, чіткий розподіл матеріальних потоків і виробів по робочих місцях і підрозділах, досконалість і незмінність конструкцій виробів, висока стабільність технологічних процесів розкривають можливості розвитку автоматизації шляхом створення комплексних автоматичних ліній, що спроможні переналагоджуватися на різні розміри деталей.

Вирішенню проблем автоматизації в дрібносерійному і одиничному типах виробництва сприяє створення систем числового програмного управління (ЧПУ) робочими циклами верстатів.


Список використаної літератури

1. Березівський П. С. Організація виробництва в аграрних формуваннях: Навчальний посібник/ П. С. Березівський, Н. І. Михалюк; Мін-во освіти і науки України, Львівський держ. аграрний ун-т. - К.: Центр навчальної літератури, 2005. - 559 с.

2. Бондар Н. Економіка підприємства: Навчальний посібник/ Наталія Бондар, Валерій Воротін, Олег Гаєвський,; За заг. ред. А. В. Калини; Міжрегіональна академія управління персоналом . - К.: МАУП, 2006. - 350 с.

3. Гриньова В. Організація виробництва: Навчальний посібник/ Валентина Гриньова, Марина Салун,; М-во освіти і науки України, Харківський нац. екон. ун-т. - Харків: ВД "ІНЖЕК", 2005. - 550 с.

4. Економіка підприємства: Навчальний посібник/ П. В. Круш, В. І. Подвігіна, Б. М. Сердюк та ін.. - К.: Ельга-Н: КНТ, 2007. - 777 с.

5. Єгупов Ю. Організація виробництва на промисловому підприємстві: Навчальний посібник/ Юрій Єгупов,; Мін-во освіти і науки України, Одеський держ. економічний ун-т. - К.: Центр навчальної літератури, 2006. - 488 с.

6. Організація виробництва: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів/ Володимир Онищенко, Олександр Редкін, Анатолій Старовірець, Віра Чевганова,. - К.: Лібра, 2005. - 334 с.

7. Пасічник В. Г. Організація виробництва: Навчально-методичний комплекс для студентів економічних спеціальностей усіх форм навчання/ В. Г. Пасічник, О. В. Акіліна; Ін-т муніципального менеджменту та бізнесу. - К.: Центр навчальної літератури, 2005. - 293 с.

8. Світлична М.Л. Організація виробництва / М.Л.Світлична; М-во освіти і науки України; Житомирський комерційний технікум. - Житомир: М.А.К., 2001. - 191 с.

загрузка...
Top