2. Гибкие производственные системы (гпс)

Традиционно под гибкостью понимают способность данного производства оперативно перейти на выпуск изменой номенклатуры изделий. Однако это важное свойство далеко не исчерпывает всей глубины понятия гибкость. Действительно, кроме вида изделий может изменяться и требуемое их количество, а также временной режим выпуска. Кроме того, могут меняться и характеристики входа: вид и свойства заготовок, режущие свойства инструмента, а также параметры среды функционирования: давление, температура, влажность и др.

Однако общий подход к формированию гибкости производства, т.е. фактически способности его к адаптации, должен основываться на следующих принципах: 1) содержания понятия «гибкость» конкретно для каждого производства и данных условий его функционирования; 2) свойства гибкости имеют иерархическую структуру; 3) комплект свойств, характеризующих конкретное содержание гибкости, должен быть минимально необходимым; 4) в каждой конкретной ситуации имеется лимитирующее свойство, от которого зависит гибкость производственной системы; 5) гибкость для данного производства должна устанавливаться на оптимальном уровне.

2.1. Определение гпс

В соответствии с ГОСТ 26229 гибка производственная система (ГПС) (гибкое автоматизированное производство – ГАП) – совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Основные этапы производственного процесса:

- получение и складирование заготовок;

- доставка заготовок к рабочим позициям;

- различные виды механической обработки;

- перемещение полуфабрикатов между рабочими позициями;

- контроль качества;

- хранение на складах;

- сборка изделий;

- испытание, регулировка;

- окраска, отделка, упаковка и отправка.

Важнейшие характеристики ГАП:

- производительность;

- гибкость;

- эффективность

Определяются, во-первых, характеристиками основного (станки) и вспомогательного (накопители, системы автоматизированного контроля и измерений и т.д.) оборудования и во-вторых, удачностью компоновки оборудования в ГПС.

По степени автоматизации ГПС делятся на системы:

а) высокой степени – автоматическое управление и трехсменный режимы работы;

б) средней степени – непрерывное автоматизированное управление при многостаночном обслуживании с коэффициентом многостаночности более 2;

в) малой степени – коэффициент многостаночности не более 2.

2.2. История развития гпс

На производительность труда в машиностроении в значительной мере влияет состав выпускаемого металлорежущего оборудования по степени его автоматизации, в связи с чем необходимо определение состава металлорежущего оборудования на планируемый период и перспективу. Многочисленные прогнозы и критический анализ тенденций изменения состава металлорежущего оборудования с начала XX в. позволяют определить изменения, которые с ним произойдут.

Первая половина XX в. характеризуется углублением разделения производства на серийное и массовое, которое предъявляет различные требования к составу металлорежущего оборудования. В единичном и серийном производствах преобладали универсальные станки, большое количество приспособлений, высокая квалификация рабочего. В массовом производстве, наоборот, использовались узкоспециализированные станки и автоматические линии. Низкая производительность труда при использовании универсальных станков и невозможность использования для быстроменяющихся объектов производства оборудования массового производства значительно тормозили развитие всего производства. В середине XX в. наметились два пути решения указанной выше проблемы. С одной стороны — увеличение партии одновременно обрабатываемых деталей за каждую переналадку за счет нормализации деталей и унификации узлов, их обработки группами, специализации производства; с другой стороны — создание переналаживаемых оборудования и автоматических линий.

Стремительный рост выпуска станков

Решающим явилось создание ЧПУ и станков типа обрабатывающих центров (ОЦ); последние являются одновременно широкоуниверсальными и полностью автоматизированными станками. С конца 1950-х гг. начался стремительный рост выпуска станков с ЧПУ и типа ОЦ. Началась автоматизация управления станками и всей производственной системой на базе применения ЭВМ. Автоматизация единичного и серийного производств фактически позволит устранить границы, которые существуют между единичным, серийным и массовым производствами.

Широкая универсальность и мобильность, полная автоматизация на базе ЭВМ, блочно-агрегатный метод создания ОЦ и другого оборудования гибких производственных систем (ГПС) дают возможность еще больше повысить производительность труда и применять гибкие системы в массовом производстве.

Анализ развития технологии металлообработки за прошедшее столетие позволяет сделать определенный прогноз состава оборудования к началу третьего тысячелетия.

По данным комитета по использованию ЭВМ в производстве Национального исследовательского совета США, в настоящее время около 15 % производимых в мире станков объединены в ГПС.

Основной скачок в повышении производительности труда произошел на рубеже 1990-х гг., когда ГПС перестали быть экспериментальными; устаревание заводов преодолевается путем внедрения новой организации труда и технологии, соответствующей концепции ГПС. В начале 1980-х гг. в мире, по зарубежным данным, насчитывалось примерно 125 ГПС, в том числе в Японии — 40, в США — 26, в странах Западной Европы — 25.

В ряде западных стран работы по созданию ГПС ведутся по национальным программам, финансируемым правительствами, что связано с желанием ускорить более широкое внедрение этой новой техники в машиностроении.