3. Техніко-економічна ефективність гнучких виробничих систем

Найбільш розповсюдженим типом виробництва є серійний. Щоб в умовах серійного виробництва мати можливість швидкого переналагодження обладнання, автоматичні лінії замінюють гнучкими автоматичними системами. Вони організовуються на базі обладнання керованого ЕОМ за допомогою програм. Зміна програм проводиться досить просто і швидко, при цьому обладнання швидко переналагоджується на обробку іншої заготовки. Гнучкими можуть бути лінія, дільниця, цех, завод. Всі елементи виробництва керуються єдиною системою. Погоджено, в автоматичному режимі, працюють транспортні пристрої, склади заготовок і деталей, система зміни і встановлення інструментів та ін.

Гнучкі виробничі системи (ГВС) - це якісно новий рівень технічного оснащення і організації виробничих процесів, який визначається наявністю не тільки високоавтоматизованого основного технологічного обладнання, а й таких елементів, як автоматизоване транспортне обладнання, засоби обчислювальної техніки, контрольно-вимірювальне і діагностичне обладнання та ін.

Гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ) – це складна інтегрована система, що охоплює весь життєвий цикл продукції (від конструювання до серійного виробництва). ГАВ включає в себе такі автоматизовані системи (елементи):

1. гнучкі виробничі модулі від 2 до 20 одиниць, єдину автоматизовану транспортно-складську систему, автоматизовану систему інструментозабезпечення, систему централізованого управління від ЕОМ;

Гнучкий виробничий модуль (ГВМ) – одиниця технологічного обладнання, що має автономне програмне керування та автоматично здійснює задані технологічні операції. ГВМ здатна працювати автономно, у складі гнучкої виробничої комірки або гнучкої виробничої системи.

2. Гнучка виробнича комірка (ГВК) – комплекс декількох гнучких виробничих модулів та системи забезпечення функціонування, що керується засобами обчислювальної техніки та здійснює сукупність технологічних операцій. ГВК здатна працювати автономно та у складі гнучкої виробничої системи.

3.. автоматизовану систему випробування, вимірів і контролю якості продукції;

4. автоматизовану систему діагностики відмовлень, визначення і усунення недоліків всіх засобів, що застосовуються;

5. систему автоматизації наукових досліджень;

6.систему автоматизації праці всіх УТП, що працюють безпосередньо на виробництві.

Система забезпечення функціонування (СЗФ) – комплекс взаємозв'язаних автоматизованих систем, що забезпечують проектування виробів, технологічну підготовку їх виробництва та автоматичного розподілення предметів виробництва й технологічного оснащення.

Створення сьогодні гнучких виробничих систем має статус самостійної технічної проблеми, що вирішується на основі використання найсучаснішого арсеналу обладнання, а також створення принципово нових технічних і програмних засобів. Проте очевидним є факт, що методологія створення ГВС має виходити за рамки розв'язання тільки технічних проблем. Потрібно розв'язувати проблеми технології, організації і управління, які не тільки пов'язані з технічними проблемами, але мають вагомий вплив на їх правильне вирішення. Складність і багатогранність проблем створення ГВС призводить до того, що технічне переозброєння машинобудівних підприємств на основі ГВС вимагає значних трудових і капітальних затрат. Тому дуже важливе значення має підвищення якості й оптимальності прийнятих проектних рішень. Вони мають забезпечувати досягнення найвищих техніко-економічних і експлуатаційних показників функціонування ГВС. Проблеми створення ГВС не повинні розглядатися самостійно з відривом від загальних концепцій сучасного розвитку і вдосконалення виробничих систем машинобудівних підприємств.

Створення ГВС є важливим, але лише одним із напрямків в загальному обсязі робіт щодо вдосконалення і комплексної автоматизації в усіх сферах виробничої діяльності підприємства. Тому методологія технологічної підготовки і створення ГВС має бути невіддільною складовою частиною єдиної системи технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ). В світлі нових технічних і технологічних можливостей змінюються позиції технологічної підготовки виробництва і проектування гнучких виробничих систем.

Основними принципами побудови ГВС є: гнучкість, тобто здатність системи до швидкої автоматичної перебудови з мінімальними витратами на випуск нової продукції; автоматизація, що забезпечить досягнення максимального підвищення продуктивності праці, підвищення і стабілізацію якості продукції; інтеграція виробничих процесів в ГВС; модульність, що забезпечує компоновку ГВС і її елементів, а також формування окремих підсистем із уніфікованих і стандартних гнучких виробничих агрегатів і модулів. Це одиниця технологічного обладнання для виробництва виробів довільної номенклатури у встановлених границях значень їх характеристик з програмним керуванням, що функціонує автономно, автоматично виконує всі функції і має можливість вбудовуватись в гнучку виробничу систему.

Ідеальною (теоретично можливою) ГВС вважають таку, при побудові якої реалізовано всі чотири принципи. Проте часто на можливості їх реалізації впливають різні фактори. Це означає, що неможливо побудувати ідеальну систему.

Розрізняють наступні чотири групи гнучких виробництв.

1. Виробництва, принцип побудови і роботи яких ґрунтується на жорсткій технології виробництва. Технологічне обладнання тут призначене для виготовлення однієї деталі (виробу) і після закінчення її випуску не може використовуватися для виготовлення нового виробу. Ступінь гнучкості відсутня.

2. Виробництва, здатні до перебудови. При цьому обладнання при заміні окремих його компонентів або заміні компоновки може використовуватися для виготовлення нового виробу.

3. Виробництва, здатні до переналагоджування. Тут є можливості чергувати обробку різних деталей, перехід на випуск нових деталей.

4. Виробництва, побудовані на гнучкій технології виробництва і обладнання, пристосованого до високого рівня автоматизації. Впровадження і подальший розвиток ГВС відкриває шлях до створення в машинобудуванні автоматизованого підприємства майбутнього. Це буде повністю інтегроване виробництво, яке включатиме в єдину систему всі необхідні функціональні підсистеми для виготовлення виробів (від ідеї до реалізації готової продукції). Всі підсистеми будуть автоматизовані на базі ЕОМ і мікропроцесорної техніки.Техніко-економічні показники. У виробничому процесі ГВС людина безпосередньої участі не бере. Вони функціонують на основі безлюдної технології. ГВС сприяють різкому підвищенню продуктивності праці в умовах серійного виробництва, дозволяють дуже швидко переходити на виготовлення подібної але іншої продукції, забезпечують підвищення якості продукції, покращують умови праці робітників. Знижуються затрати на виробництво, скорочуються виробничі цикли, тривалість технічної підготовки. Гнучкі виробничі системи швидко адаптуються до зовнішніх і внутрішніх дій, забезпечують автоматизацію як основних, так і допоміжних процесів. Створення ГВС забезпечує ефективне використання нових технологій, нової техніки, матеріалів.

В умовах функціонування ГВС забезпечується значне скорочення чисельності основних і допоміжних працівників, які приймають участь у виробничому процесі, одночасно є тенденція на розширення категорій фахівців, необхідних як для створення, так і для експлуатації ГВС. Це означає, що при широкому впровадженні ГВС на машинобудівних підприємствах виникає проблема підготовки відповідних фахівців.

Техніко-економічна ефективність функціонування ГВС складається із:

1. Універсальності – здатності обробляти широку номенклатуру деталей (більше 200 найменувань);

2. Високої гнучкості і мобільності, що дозволяє в короткий термін перебудуватися на випуск нової продукції;

3. Тривалих термінів морального старіння, перевищуючи строки їх фізичного зносу;

4. Можливості підвищувати продуктивність праці і в декілька разів скорочувати кількість необхідного обладнання;

5. Можливості краще використовувати технологічне обладнання, підвищувати коефіцієнт завантаження обладнання;

6. Скорочення виробничого циклу виготовлення виробів;

7. Можливості перейти на створення гнучких автоматизованих підприємств.

Чим вище ступінь автоматизації, тим менше штучний час, вища можливість багатостаночного обслуговування; вища вартість обладнання і витрати на його модернізацію; більші витрати часу на переналадку станка для виготовлення іншої деталі; більший розмір партії деталей, при якій робота на даному станку стає економічно доцільною.

Правильний вибір ступеня автоматизації дає можливість знайти оптимальне рішення для забезпечення найбільшого економічного ефекту при мінімальних затратах засобів на здійснення автоматизації.