1.6. Принципы построения ипс

При дальнейшем рассмотрении принципов построения, состава, проектирования ИПС будем пользоваться аббревиатурой ИПС, имея в виду, что современные производственные системы обязательно строятся на принципах гибкого производства, но в то же время они интегрированы по составу, функциям, управлению и информационному сопровождению всех интегрированных функций.

В настоящее время сложился определенный перечень принципов построения ИПС, которые при их успешной реализации в проекте становятся свойствами ИПС. Основные принципы – это совокупность исходных положений и тенденций, которыми руководствуются при создании ИПС и которые позволяют идентифицировать их как объекты исследования, разработки, внедрения и эксплуатации. Наиболее важные из них:

1. Принцип гибкости, переналаживаемости, позволяющий обеспечить изготовление в ИПС необходимой номенклатуры продукции и осуществлять переход с изготовления одного изделия на другое.

2. Принцип совмещения высокой производительности и универсальности, предполагающий нахождение оптимального соединения универсальности и автоматизации на базе программно-управляемого и программно-переналаживаемого оборудования.

3. Принцип функциональности определяет структурное построение ИПС. Соблюдение этого принципа препятствует ненужной избыточности структуры, обеспечивает эффективное использование каждого элемента структуры. Есть понятия:

- «функционально достаточная система», - т.е. система, которая по своему структурному построению содержит необходимое (для данного уровня требований) число функциональных структурных элементов;

- «функционально избыточная система», - т.е. система, в структуре которой есть элементы, используемые в масштабе ИПС неэффективно, по сравнению с другими функциональными структурными элементами.

Принцип функциональности при проектировании реализуется по следующим правилам:

- состав функций, подлежащих реализации в ИПС должен быть проанализирован, обоснован, доказан;

- для реализации каждой функции назначается структурный элемент в составе ИПС.

3. Принцип модульности предусматривает построение производственной структуры ИПС на базе модулей. Под гибким производственным модулем понимается элемент производственной системы, состоящий из технологического оборудования, оснащенного автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса, автономно функционирующий и имеющий возможность встраиваться в систему более высокого уровня. Модули бывают как технологические, так и модули вспомогательных подсистем ИПС – модели складов, транспорта, инструментального обеспечения и др.

4. Принцип структурной иерархичности ИПС представляет собой многоуровневую структуру: на верхнем уровне – гибкие автоматизированные производства (цехи, участки), общепроизводственные подсистемы склада, транспорта, материально-технического обеспечения и др., затем – гибкие автоматизированные линии и комплексы, автоматизированные склады, транспортные комплексы, системы инструментального обеспечения, автоматизированные системы управления, контроля и др., на нижнем уровне находятся производственные модули со своими средствами накопления, внутри- и межоперационного транспортирования, устройствами управления, контроля, магазинами инструментов и др. Примеры иерархичности структур систем, входящих в ИПС, были приведены на рис. 1.2.

5. Принцип преимущественной программной перенастройки. При реализации этого принципа временные потери на переналадку минимальны, так как основное и вспомогательное оборудование при смене изделий перенастраивается путем ввода и запуска новых управляющих программ.

6. Принцип обеспечения максимальной предметной замкнутости производства на возможно более низком уровне ИПС позволяет свести к минимуму затраты на транспорт и манипулирование объектами производства. Одновременно достигается снижение количества детале-операций при общем повышении гибкости ИПС.

7. Принцип интеграции ИПС с проектными, управляющими и обеспечивающими системами.

Интеграция технологических систем и систем автоматизированного проектирования изделий, подготовки производства, управления производством и т.д., позволяет автоматизировать сквозной цикл «проектирование – изготовление» и создать информационное сопровождение изделия на всех этапах ЖЦ. Достигается это на основе полной совместимости систем на уровне математического, программного и информационного обеспечений, вплоть до создания единой автоматизированной базы данных, позволяющей реализовать поддержку и сопровождение изделия при проектировании, подготовке производства, изготовлении и эксплуатации.

ИПС, проектируемая на основе рассмотренных принципов, обладает свойствами, перечисленными на рис. 1.7. Свойства ИПС, реализуемые в проекте, зависят от факторов внешней среды. Под внешней средой подразумеваются специфические особенности, определяемые видом собственности предприятия, регионом и местом расположения, отраслевой принадлежностью, ролью и значимостью предприятия в структуре регионального, государственного и мирового производства и многие другие. В качестве наиболее значимых факторов внешней среды, влияющих на формирование свойств ИПС на рис. 1.8 указаны фактор конкуренции (по видам выпускаемой продукции, влияющий на уровень автоматизации и систему качества проектируемой ИПС), фактор мирового научно-технического развития (влияющий на технологические свойства ИПС), фактор обновления продукции (влияющий на гибкость, интегрированность и уровень автоматизации ИПС).

ВНЕШНЯЯ СРЕДА

СВОЙСТВА ИПС:

- тип производства (функциональное назначение);

- структурный уровень;

- интегрированность;

- уровень автоматизации;

- гибкость;

- номенклатура;

- серийность;

- технологический уровень;

- характеристика оснащения;

- характеристика системы качества и др.

ИПС

Фактор конкуренции

Фактор мирового научно-технического развития

Фактор обновления продукции

Рис. 1.8. Свойства производственной системы и определяющие факторы