Особливості створення та експлуатації гнучких виробничих систем
Під гнучкістю виробництва розуміють його здатність без будь-яких суттєвих змін техніки, технології та організації виробництва забезпечувати освоєння нових виробів в найкоротший термін і з міні- мальними затратами праці та матеріальних ресурсів незалежно від змі- ни конструктивних і технологічних характеристик виробів.
Основний показник — ступінь гнучкості — визначається кількістю витраченого часу та необхідних додаткових витрат при переході на ви-
пуск нової продукції.
Виділяють чотири основних групи гнучкого виробництва. Перша
група передбачає жорстку технологію виробництва для виготовлення
однієї деталі. По закінченню випуску деталі обладнання не може вико-
ристовуватись для виготовлення нової. Друга група заснована на тех-
нології виробництва, яка може перебудовуватись. Обладнання може
використовуватись для виготовлення нового виробу. Прикладом може служити автоматична лінія з агрегатних верстатів. Третя група засно- вана на переналагоджувальних технологічних процесах та обладнанні, призначеному для одночасного випуску групи деталей. Щоб перейти на виготовлення деталей конкретного типу, потрібна перебудова, регулю- вання окремих вузлів, а також заміна деяких пристроїв з наявного ком- плекту. Переналагодження потребує більш короткої зупинки виробниц- тва , ніж перебудова (1-5 хвилин). До цієї групи відносяться верстати- автомати, автоматичні лінії на їх базі або на базі спеціалізованих верс- татів. Четверта група заснована на гнучкій технології виробництва та обладнанні, пристосованому до високого рівня автоматизації. Для пе- реходу на випуск нового виробу переналагодження не потрібно. Сту- пінь гнучкості обмежена технічними параметрами і технологічним при- значенням обладнання. Прикладом є інтегровані виробничі системи, що мають зворотний зв`язок з керуючою центральною ЕОМ.
Переваги гнучкого виробництва в порівнянні з традиційним: підви- щується мобільність виробництва, скорочуються терміни освоєння но- вої продукції, підвищується продуктивність праці, скорочується вироб- ничий цикл, знижуються витрати на виробництво.
Гнучка виробнича система (ГВС) — це сукупність в різних сполу- ченнях обладнання з ЧПУ, роботизованих технологічних комплексів (РТК), гнучких виробничих модулів, окремих одиниць технологічного обладнання з ЧПУ і систем забезпечення їх функціонування в автома- тичному режимі протягом заданого інтервалу часу. ГВС дає змогу ав- томатизованому переналагодженню при виробництві виробів довільної номенклатури у встановлених межах значень їх характеристик. ГВС призначена для виконання основних виробничих процесів (заготівель- них, механічної обробки та складання).
На рис. 5.3 показано складові частини гнучкої виробничої системи та можливі організаційні структури. Основними елементами ГВС є
гнучкий виробничий модуль (ГВМ), РТК і система забезпечення функ-
ціонування. Гнучкий виробничий модуль — це здатність одиниці авто-
матичного обладнання (з ЧПУ) автоматично переналагоджуватись і ав-
тономно функціонувати, оснащеність її автоматизованими пристроями
завантаження заготовок, видалення відпрацьованої деталі, відходів, по-
дачі та заміни інструменту, вимірів та контролю в процесі обробки, а
також пристроями діагностики поломок і відмов в роботі.
Роботизований технологічний комплекс — це сукупність одиниць
технологічного обладнання, промислового робота та засобів їх осна-
щення, автономно функціонуюча та здійснююча багатократні цикли.
РТК повинні мати автоматизоване переналагоджування та можливість
впровадження в систему.
Гнучка виробнича система (ГВС)
Гнучкий виробничий модуль (ГВМ)
Роботизований технологічний комплекс (РТК)
Системи забезпечення функціонування
Гнучка автоматизована лінія
Гнучка автоматизована дільниця
Гнучкий автоматизований цех
Рис.
5.3.
Структура
гнучкої
виробничої
системи
Основними характеристиками ГВМ і РТК є: здатність працювати автономно, без допомоги людини; автоматичне виконання всіх основ- них і допоміжних операцій; гнучкість; простота налагодження, усунен- ня відмов основного обладнання та систем управління; сумісність з об- ладнанням традиційного та гнучкого виробництва; високий ступінь завершеності обробки деталей; висока економічна ефективність при правильній експлуатації та інші.
Існують ГВС повного технологічного циклу, на якій деталі або виро- би обробляються зі стовідсотковою готовністю для складання, та ГВС неповного циклу, коли для завершення виготовлення деталі потрібні до- даткові операції на обладнанні поза цієї системи. ГВС можуть бути
представленні у вигляді гнучких автоматизованих ліній (ГАЛ) , облад-
нання яких розташоване по технологічному маршруту в заданій послі-
довності, та гнучких автоматичних дільниць (ГАД), в яких допускаєть-
ся вільне розташування обладнання в будь-якій послідовності та
гнучких автоматичних цехів (ГАЦ).
Інтеграція ГВМ та РТК, потім ГАЛ, ГАД та ГАЦ, функціональних
підсистем САПР, АСУТП в єдину виробничу систему перетворюють її
в гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ).
Повністю інтегровані гнучкі виробництва ще не побудовані. Початок
цьому покладено впровадженням ГВС. Так, побудовані типові комплекс-
но-автоматизовані дільниці з обладнання з ЧПУ, з використанням комп’ю-
терної техніки, призначені для обробки деталей типу тіл обертання.
Впровадження гнучких автоматизованих комплексів і виробництв
дає не тільки великий економічний ефект, підвищує віддачу основних
фондів, але й викликає соціально-економічні зміни в виробництві. По-
легшується праця, забезпечується її безпека, покращується охорона се-
редовища, усувається різниця між розумовою та фізичною працею, по- кращуються умови проживання та побуту населення.
Реалізація гнучких автоматизованих виробництв дозволяє: забезпечити швидку перебудову виробництва на випуск нової продукції; збільшити ко- ефіцієнт змінності до 2,5-2,8, а коефіцієнт використання обладнання — до 0,85-0,9; покращити умови праці, зменшити обсяг ручних робіт, збільшити
продуктивність праці та знизити собівартість продукції.
Основна концепція подальшої автоматизації промислових підпри-
ємств — інтеграція управління підприємством, технологічними процесами,
виробництвом в цілому в єдиній системі на основі комп’ютерної техніки.
Це створює передумови для побудови заводів-автоматів у майбутньому.