§3.4. Гибкие производственные системы

Рассматривая производственную систему как реализацию процесса, видим взаимосвязь всех элементов (предметы труда, средства труда и труд) производственного процесса.

Современное производство характеризуется широкой номенклатурой и частой сменяемостью изделий, что обуславливает большой удельный вес мелкосерийного и серийного производства.

Для ликвидации большого разнообразия продукции используется унификация и стандартизация элементов изделий, техники и технологий. Но удельный вес мелкосерийного производства все равно растет, поэтому реализация курса на всемерную интенсификацию требует новых методов и решений в области организации и управления производством.

Производственная система должна быть такой, чтобы обеспечить перестройку на выпуск новой продукции. Но производственная система имеет определенную техническую основу, которая в определенной мере стабильна. При переходе на новую продукцию необходимо перестраивать производственную систему.

Гибкость производства – способность без каких-либо существенных изменений техники, технологий, организации производства обеспечить освоение производства новых изделий, выполнение новых видов работ в краткие сроки с минимумом затрат трудовых и материальных ресурсов вне зависимости от конструктивных и технологических характеристик изделий.

Такие системы называются гибкие производственные системы (ГПС). Исходя из этого определения самым гибким элементом является человек. Самой гибкой системой является универсальное оборудование с высококвалифицированным рабочим.

До недавнего времени автоматизация осуществлялась в основном в крупносерийном и массовом производстве путем создания полуавтоматов, автоматов и автоматических линий с фиксированной программой их работы. Развитие техники (станки с ЧПУ, микроэлектроника) обусловили интенсификацию работ по автоматизации средне- и мелкосерийного производства. Причем наибольший эффект автоматизации можно достичь при комплексной автоматизации, т. е. автоматизации основных, наладочных, контрольных, транспортно-складских операций, т. е. создание условий функционирования производства без вмешательства человека. Эта задача решалась всегда, но решалась за счет высокой адаптивной способности человека.

В настоящее время решается задача обеспечения гибкости и комплексной автоматизации за счет создания ГАПов (гибкого автоматизированного производства).

ГАП – комплексно-автоматизированное производство с широкой номенклатурой изделий, обладающее способностью быстро и экономно переходить от выпуска изделий одного вида к другому в пределах установленной номенклатуры.

ГАП рассчитан на определенное семейство изделий, т. е. широкую, но конкретную номенклатуру изделий. Поэтому основой ГАП является отбор номенклатуры деталей с помощью метода конструктивно-технологического анализа, которым занимаются технологи.

Второе условие ГАП – специализация производства.

ГАП базируется на групповой технологии и предметной и подетально-предметной специализации.

Создание ГПС может быть на любом уровне управления производственными системами – производственное объединение, нацио-производственное объединение, цех, участок, поточная линия, рабочее место.

Чаще всего ГАП создается на уровне участка, цеха, предприятия.

Создание ГАП должно обеспечить:

• сокращение цикла изготовления изделий за счет уменьшения времени контрольных, транспортно-складских операций и межоперационного пролеживания, которое в общем времени цикла составляет 95%;

• повышение непрерывности производства и использования оборудования за счет организации работы во вторую и третью смены без участия рабочих;

• уменьшение тяжести и повышение производительности труда;

• сокращение дефицита рабочей силы.

При надежной работе оборудования и высокой стойкости инструмента ГАП обеспечивает повышение производительности труда в 3–5 раз.

Итак, ГАПы реализуют гибкий автоматический процесс производства и представляют собой систему, в которой взаимосвязаны станки с ЧПУ, автоматические транспортные средства, автоматические склады, центральные управляющие автоматизированные системы, промышленные роботы.

По отношению к ГАП с внешней средой, которая дает информацию в ГАП – АСУ предприятия, САПР, АСТПП, а также МТС, инструментальное обслуживание или комплексная интегрированная система предприятия.

Схема управления ГАП приведена на рис. 3.12.

ГПС создаются для определенных конструктивных типов деталей (призма, тела вращения, плоские детали) и базируются на групповой технологии. Наибольшее число ГПС ориентировано для деталей типа призма.

Рис. 3.12. Схема управления ГАП

Регламент создания ГПС иллюстрируется в табл. 3.10.

Таблица 3.10