24 Автоматизация поточного производства. Эффективность поточного производства.

Автоматизация производства – это прежде всего замена физических усилий рабочего, осуществляющих основные и вспомогательные процесса, а также умственных усилий служащих, связанных с выполнением функций управления (учет, планирование, расчет, анализ).

На начальных стадиях предметная специализация, типизация и стандартизация послужила основой автоматизации поточных линий. На современном этапе, с одной стороны, повышается концентрация производства, а с другой – под влиянием индивидуального спроса уменьшаются размеры партий выпуска изделий, растет число моделей и типоразмеров при одновременном повышении уровня стандартизации и унификации узлов и деталей. Углубление разделения труда увеличивает разрывы времени информационных процессов (СОНТ, управления и планирования производства). Достижения в области микроэлектроники, вычислительной техники, информатики и средств связи создали возможность эффективной автоматизации не только массового, но мелкосерийного производства. Сначала автоматические поточные линии создавались как жесткие, потом на основе станков ЧПУ, а позднее на гибких модулях.

Автоматическая поточная линия (АПЛ) – это система машин-автоматов, размещенных по ходу технологического процесса, для исполнения основных и вспомогательных процессов с помощью объединенных автоматическими механизмами и устройствами по транспортировке, контролю, накоплению заделов, ориентации предмета обработки и удалению отходов, обеспечивая ритмичный выпуск продукции с заданными параметрами качества.

АПЛ может состоять как универсального оборудования (автоматов и полуавтоматов), так и из агрегатных станков, станков с ЧПУ, робото -технических комплексов (РТК), обрабатывающих центров, гибких модулей.

АПЛ классифицируются по следующим признакам:

1. по оснащению (станочные – роторные);

2. по числу обрабатываемых деталей (ОПАПЛ –МПАПЛ);

3. по виду движения обрабатываемых деталей (НАПЛ – ПАПЛ);

4. по возможности перенастройки (жесткие – гибкие).

Предпосылки организации АПЛ: 1) устойчивая потребность, обеспечивающая нормальную загрузку линии; 2) высокая технологичность при соблюдении полной взаимозаменяемости деталей; 3) высокая надежность средств технологического оснащения основных и вспомогательных процессов.

Интерес представляют роторные линии (РЛ). Они включают систему машин и вспомогательных механизмов для обработки деталей в процессе непрерывного перемещения вместе с обрабатывающим инструментом.

На РЛ обрабатываются тела вращения, установленных на роторах, позволяющим время транспортировки совмещать с технологическим. РЛ широко применяются на технологических операция обработки давлением, поверхностной закалки и напыления, сборки, контроля .

Технологическая производительности П_Т = 1/ t_М, где t_М - время непосредственной обработки детали (рабочих ходов).

Цикловая производительность П_Ц= 1 / (t_М + t_ХХ + tоз), где tхх- время холостых ходов; tоз – время ожидаемых задержек.

1. Такт роторной линии r_РЛ=l / V_ТР; V_ТР = r = 2  r / Т, где r-радиус ротора, Т- период вращения, 2. Продолжительность цикла обработки от места загрузки до выдачи готовой детали: t_Ц =L_ТР / V_ТР (длина пути / скорость).

3. Время обработки детали за полный оборот ротора: t_Ц =L_П / V_ТР (длина полной окружности ротора / скорость).

4. Цикловая производительность роторной машины (роторной линии) как обратная величина такта: r_ЦМ= п/ t_Ц (r_ЦЛ= V_ТР/ L_ТР).

Роторно – конвейерные линииразвивают роторные, позволяя отделять инструмент от исполнительных органов, размещая его в замкнутых конвейерах, последовательно огибающих так называемые обслуживающие роторы. Это позволило повысить производительность, автоматизировать функции обслуживания инструмента, расширить номенклатуру обрабатываемых деталей.

Значительные возможности автоматизации расширилистанки с ЧПУ, которые работают по программе, регулируя скорость и направления перемещения исполнительного органа, управление циклом обработки и сменой инструмента. Использование станков с ЧПУ повышает производительность, снижает себестоимость изготовляемых деталей, уменьшает долю брака, повышает точность и срок службы деталей.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) – это интегрированная система взаимосогласованных станков с ЧПУ, промышленных роботов, автоматических транспортных средств, автоматических складов, центральной управляющей ЭВМ, позволяющая выпускать в автоматическом режиме широкую номенклатуру изделий (деталей) без изменения его технологического оснащения. ГАП как ГПС увязывает как материальные потоки основных и вспомогательных процессов изготовления, так и информационные потоки исполнения программы реализации СОНТ (исследований АСНИ, конструирования САПР, технологии АСТПП, организационно – экономических расчетов АСОЭР) и управления основных и вспомогательных функций органами ГАП, как отдельных рабочих мест, так и общего управления ГПС.

Области применения основных вариантов автоматизации производства представлены на следующем рисунке:

Партия выпуска, шт.

Жесткие АТП

Гибкость

Производи-

тельность

Гибкие АТП

10 000

ГАП

2000

Станки с ЧПУ

Станки универсальные

50

25

Номенклатура выпуска за год

10

2

800

100

С переходом на ЧПУ, оснащенные встроенными микропроцессорами и собственной оперативной памятью, появилась возможность передачи программ управления из центральной ЭВМ в устройство ЧПУ, расширило информационные функции и автономные возможности регулирования в рамках АСУТП, а оперативное управление и учет работы (организационное управление по схеме «склад – производство – склад» с учетом заданной очередности запуска - выпуска) ГПС с центральной ЭВМ.

Основой организационного управления является база данных охватывающей информацию о детали, оборудовании, вариантах технологических процессов, заготовках, программные возможности нормирования и выбора маршрутов, режимов обработки. Качество информации определяется ее актуальностью (среднее время запаздывания корректировки информационной базы) и достоверностью (пределы допустимой точности, проверяемой по соответствию синтаксису и смысловому содержанию).

Эффективность поточного производства.

Предпосылки внедрения поточного производства: достаточный размер и устойчивый выпуск; высокая степень стандартизации и типизации, технологичности конструкции; прогрессивная технология, высокий уровень механизации и автоматизации; типизация технологических процессов и средств технологического оснащения; научная организации труда и регламентированное обслуживание рабочих мест.

Эффективность поточного производства

Сфера проявления

Технико-экономическая

Социально-психологическая

Плюсы: выс-окая произв-одительность

Минусы: высок-ие требования к обслуживанию

Плюсы: снижен-ие физиологиче-ской нагрузки

Минусы: монтон-ность, снижение содежательности

Эффект от такого поточного производства проявляется в следующем:

1. повышение производительности (сокращение такта);

2. сокращение длительности производственного процесса за счет параллельно выполнения работ по операциям;

3. снижение заделов незавершенного производства;

4. повышение загрузки оборудования;

5. снижение доли брака;

6. снижение себестоимости единицы продукции;

7. повышение уровня инвестиций (единовременных затрат);

8. монотонность выполнения ручных и машинно-ручных операций.

Для заданной номенклатуры продукции косвенно эффективность оценивается критической программой выпуска (q_kp), когда область планируемого (фактического) выпуска будет целесообразным, если q > q _kp. q_kp = S_C / (P – S_V).

Закон массового производства описывается уравнением:

где – удельные издержки, руб. / шт.; S_С – постоянные издержки, руб.; S_V – переменные издержки, руб./шт.; q – объем произведенной продукции, шт.

На эффективность ПЛ существенное влияние оказывает через показатели ее технического уровня:

1. Назначение ПЛ (производительность, разнообразие продукции, качество ее параметров).

2. Надежность ПЛ (наработка на отказ, время восстановления, срок службы).

3. Технологичность ПЛ (компактность, простота связей между рабочими местами).

4. Эргономичность ПЛ (шум, запаленность).

5. Технологичность изготовляемой конструкции (трудоемкость и удельная трудоемкость изделий).

6. Стандартизация и унификация модулей ПЛ.

7. Патентная чистота ПЛ и изготовляемой продукции.

8. Экологичность и безопасность ПЛ.

Нужно заметить, что величина Кз.о. одновременно является и средним показателем относительной трудоемкости изготовления партий продукции = Ф / n t = (Ф С_РМ) / n  t и может служить ключевым параметром при эффективности ПЛ. Так величина приведенных затрат (единовременные и текущие) зависит от концентрации как отдельных элементов, так и совокупности элементов. Традиционный способ поиска эффективности через определение нахождение оптимального размера партии противоречит логике системного подхода. «Новый подход заключается в отказе от рассмотрения каждого состояния системы и переходе к построению агрегированных моделей, позволяющих путем макромоделирования описать систему в главном, используя многомерный параметр К_З.О., позволяющим сложный объект – организацию производства.

З_ПР = И + Е_Н К = И_ОТ + П_ПР + И_ПЗ + И_ПУ + Е_Н ( К_ТЗ + К_СКЛ)

ЗПР
К
				ИОТ
				ППР
10	20	30	40	КЗ.О,

Экономические последствия автоматизации можно проследить в следующих пяти фундаментальных областях (Хауштайн Гибкая автоматизация с.169 – 171):

1. Количественная и качественная динамика спроса

2. Автоматизация и характер совокупного общественного труда

3. Организация труда и жесткая последовательность операций

4. Гибкая автоматизация стимулирует значительные капитальные вложения

5. Гибкая автоматизация

6. Гибкая автоматизация