Эффективность гибкой автоматизации производства
В структуре времени обработки деталей на основе традиционных технологий доля основного времени составляет около 30 %, а оставшаяся часть приходится на вспомогательное и подготовительно-заключительное время. Автоматизация в ряде случаев позволяет сократить их на 80 %. Еще более значительный эффект может быть достигнут в течение достаточно длительного времени функционирования ГАП, например в течение года.
Использование годового фонда рабочего времени
токарных станков с ручным управлением
Затраты времени |
доля, % |
Субботы, воскресенья, праздничные дни Отсутствие третьей смены Отсутствие второй смены Организационные потери времени Технологические потери времени (переналадка и т.д.) Непосредственно обработка |
34 22 22 10 6 6 |
К основным достоинствам ГАП следует отнести:
возможность быстрой реакции предприятия на требования рынков;
повышение и сохранение качества выпускаемой продукции;
повышение производительности труда, в результате использования станков с высокой концентрацией операций;
увеличение действительного фонда времени работы машин за счет работы в три смены, работы во время отпусков и болезней персонала;
уменьшение численности обслуживающего персонала, что приводит к снижению затрат на заработную плату и социальные отчисления;
значительное улучшение условий труда, в первую очередь за счет исключения тяжелой, неквалифицированной работы;
возможность снижения себестоимости продукции.
Исследования, проведенные в ФРГ, США, Швейцарии и других странах, показали, что эффективное время обработки на традиционных металлорежущих станках и станках с ЧПУ в случае участия человека (оператора) составляет только 6.. .10 % годового фонда рабочего времени. Это привело к созданию ГПМ и ГПС, обеспечивающих работу в три смены с минимальным участием человека. Эффективность ГАП можно проиллюстрировать с помощью данных швейцарской фирмы «Erowa» (рис. 1). На рисунке выделено пять уровней автоматизации:
1) автоматизация без дополнительной оснастки и оборудования — станки с ЧПУ, обслуживаемые операторами, не соединенные с транспортными системами, накопителями деталей и с различными системами закрепления деталей;
2) нормализация — использование одного и того же способа закрепления деталей на всех станках в течение цикла обработки (универсальная инструментальная оснастка, палеты и др.);
3) правильная организация производства — закрепление заготовок в приспособлениях вне станка с использованием принятой системы координат и введением поправок в программу обработки; система прецизионного закрепления, обеспечивающая транспортирование и установку палеты на станке;
4) жесткая автоматизация — использование средств автоматизации, в частности автоматическая смена режущих инструментов + смена палет оператором или автоматическая замена режущих инструментов + смена пакет манипулятором;
5) гибкая автоматизация — использование средств гибкой автоматизации, в частности смена инструментов и палет программируемым промышленным роботом.
Увеличению времени эффективного использования машин сопутствует снижение стоимости машино-часа их работы. Под термином «интеграция» понимается объединение станков в систему с помощью локальной компьютерной сети с целью объединения перемещаемых деталей, режущих инструментов и соответствующих потоков информации.
Увеличение времени эффективного использования машин способствует также сокращению времени реализации заказов
Рис. 1. Годовой фонд времени работы фрезерных станков (8760 ч) с различной степенью автоматизации по данным фирмы «Erowa»