1. Принципы организации и структура апс
1.1. Основы построения апс
1.1.1 Принципы организации и структура апс
При разработке ГПС анализируется номенклатура деталей и изделий с учетом требований системы, исходя из геометрических форм и размеров деталей или изделий, величина партии, возможных колебаний таких параметров, как материал, состояние заготовки, сроки выполнения заказов.
Затем выбираются конфигурации следующих потоков:
1) заготовок - обусловливается расположением и емкостью накопителей в зависимости от формы, размеров и массы деталей, а также манипулирующих устройств и приспособлений-спутников;
2) инструментального - зависит от планируемого количества инструментов, методов его предварительной подготовки и настройки, поддержания в рабочем состоянии, доставки на рабочее место, возможности автоматической смены в инструментальных магазинах;
3) информационного - определяется наличием и степенью готовности рабочей документации и доставки ее на рабочие места, связью с ЭВМ, скоростью внутренней и внешней обработки информации, наличием системы диагностики неисправностей и их профилактики;
4) вспомогательного - зависит от необходимости ликвидации отходов, очистки станков и заготовок.
Завершается разработка ГПС выбором конфигурации системы обеспечения качества в зависимости от возможностей встраивания этой системы в основной процесс, количества позиций контроля и их расположения в ГПС.
Объединением двух или нескольких производственных систем на базе единой автоматизированной системы управления начинается интеграция производственных процессов управления производством. Интеграция, как правило, объединяет отдельные разнородные производственные системы (функции, задачи). Интеграция производства отличается от комплексной автоматизации тем, что последняя предполагает автоматизацию отдельных производственных функций, но при этом их увязка между собой или в единую систему управления производством не происходит, тогда как интеграция производства предопределяет увязку двух, нескольких или всех функций и задел производства на базе единой ЭВМ или сети ЭВМ. Таким образом, интеграция производства - это объединение единой системой управления всех (полная интеграция) или отдельных производственных функций при сохранении их автономности (рисунки 1.1, 1.2).
Рисунок – 1.1 Состав и структура ГАП
Рисунок – 1.2 Обобщенная структура ГАП
Уровень интеграции - это показатель количества различных производственных задач и функций, которые объединены в единую систему и управляются центральной ЭВМ завода.
Если при комплексной автоматизации интеграция производства позволяет без остановки и при минимальных затратах регулярно переходить на выпуск новой продукции, то формируется гибкое интегрированное производство. На рисунке 1.3 приводиться обобщенная структура ГАП.
СОФС - система обеспечения функционирования систем; АТСС - автоматизированная транспортно-складская система; АСИО - автоматизированная система инструментального обеспечения; АСУО - автоматизированная система удаления отходов; АСОК - автоматизированная система обеспечения качества; АССН - автоматизированная система обеспечения надежности. АССИ - автоматизированная система слежения за инструментом; АСПИ - автоматизированная система подналадки инструмента; АСАБ - автоматизированная система анализа брака.
Рисунок - 1.3 Обобщенная структура ГАП
В соответствии с ГОСТом 26228-84 «Системы производственные гибкие. Термины и определения» ГПС представляет собой совокупность или отдельную единицу технического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающую свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий различной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик. По организационной структуре ГПС подразделяются на следующие уровни:
- гибкий производственный модуль (ГПМ);
- гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) и гибкий автоматизированный участок (ГАУ);
- гибкий автоматизированный цех (ГАЦ);
- гибкий автоматизированный завод (ГАЗ). По степени автоматизации:
- гибкий производственный комплекс (ГПК),
- гибкое автоматизированное производство (ГАП).
В указанном ГОСТе уровни ГПС имеют следующие определения: ГПМ - гибкая производственная система, состоящая из единицы технологического оборудования, оснащенная автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраивания в систему более высокого уровня.
ГАЛ - гибкая производственная система, состоящая из нескольких ГПМ, объединенных автоматизированной системой управления, в которой технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций.
ГАУ - гибкая производственная система, состоящая из нескольких ГПМ. объединенных автоматизированной системой управления, функционирующая по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.
ГАЦ - гибкая производственная система, представляющая собой совокупность ГАЛ и (или) ГАУ, предназначенная для изготовления изделий заданной номенклатуры.
ГАЗ - гибкая производственная система, представляющая собой совокупность ГАЦ, предназначенная для выпуска готовых изделий в соответствии с планом основного производства.
ГПК - гибкая производственная система, состоящая из нескольких ГПМ, объединенных автоматизированной системой управления и автоматизированной транспортно-складской системой, автономно функционирующая в течение заданного интервала времени и имеющая возможность встраивания в систему более высокой ступени автоматизации.
ГАП - гибкая производственная система, состоящая из одного или нескольких ГПК, объединенных автоматизированной системой управления производством и транспортно-складской автоматизированной системой, и осуществляющая автоматизированный переход на изготовление новых изделий при помощи автоматизированной системы научных исследований (АСНИ), САПР и АСТПП (рисунок 1.1).
Основными принципами функционирования ГПС являются следующие:
- безлюдная технология, отражающая главную цель ГПС - максимальное высвобождение человека из участия в производственном процессе;
- групповая технология обработки изделий, обеспечивающая на данном этапе минимальные затраты, связанные с переналадкой технических средств ГПС, уровень развития которых не дает возможности в ближайшее время достичь экономически оправданной степени гибкости и создать идеальный вариант ГПС;
- работа в три смены, что вызвано необходимостью интенсификации использования высокопроизводительного дорогостоящего технологического оборудования и других высокоэффективных средств автоматизации с целью повышения экономических показателей эксплуатации, а также отсутствием или ограниченным количеством персонала;
- автоматический переход на обработку другого изделия, реализуемый путем программной перестройки всей ГПС, т. е. путем замены программы функционирования системы управления ГПС, ведущей к соответствующим изменениям управляющих программ и технических средств, в том числе механизмов и устройств, обеспечивающих их переналадку. Этот принцип органично связан с принципом групповой технологии, гарантирующим минимальные затраты на перестройку ГПС;
- ориентация на замкнутый цикл обработки в пределах каждого вида производства, так как в этом случае может быть достигнута комплексная автоматизация производственного процесса и резкое сокращение длительности производственного цикла.
Основные принципы технологии ГПС:
- безлюдное производство, обеспечивающее работу производственной системы в пределах всего производственного цикла;
- безлюдная технология - автоматическая работа производственной системы при выполнении основных операций технологического процесса;
- малооперационная технология - с минимальным количеством операций, с максимальным их укрупнением;
- модульно-групповая технология - предусматривает типизацию наготавливаемых изделий и автоматизацию проектирования технологических процессов на основе типизации конструкторско-технологических элементов;
- переналаживаемая технология - предусматривает разработку технологических процессов изготовления группы изделий в рамках одной ГПС с заданными техническими характеристиками при изменяемых условиях производства;
- завершенность - предусматривает выполнение всех операций технологического процесса в рамках одной ГПС;
- безотладочная технология - предусматривает разработку технологических операций, не требующих проведения отладочных работ на рабочих позициях;
- компьютерная технология - имеется в виду максимально возможное использование ЭВМ для подготовки и управления технологических процессов передачи большинства функций программно-аппаратным средствам;
- активно управляемая технология - предусматривает организацию управления ТП и коррекцию проектных решений, включая базу технологических данных на основе информации о процессе;
- безбумажная технология - в которой хранение, передача и обработка информации осуществляется средствами ЭВМ с выдачей информации для человека через терминальные устройства;
- информационная обеспеченность - предусматривает обеспечение каждого технологического процесса в достаточной степени средствами контроля, диагностики и преобразования информации для управления;
- интеграция - это объединение систем технологической подготовки производства и управления ТП, а далее и проектирование в интегрированную систему;
- оптимальность.