Гибкие автоматизированные производства

Гибкие автоматизированные производства (ГАП) представляет собой сложные технико – организационные системы, содержащие оборудование с ЧПУ, робототехнические комплексы, обрабатывающие центры, микропроцессорную технику, автоматизированные склады и транспортные системы.

Гибкий производственный модуль (ГПМ)единица технологического оборудования, автоматически осуществляющая технологические операции в пределах ее технологических характеристик, способная работать автономно и в составе гибких производственных систем или ячеек. В ГПМ входят устройства: ЧПУ, адаптивного управления, контроля и измерения, диагностики.

Гибкая производственная ячейка (ГПЯ)управляемая средствами вычислительной техники совокупность нескольких ГПМ и систем обеспечения функционирования, способная работать автономно и в составе гибкой производственной системы при изготовлении изделий в пределах подготовленного запаса заготовок и инструмента. В систему обеспечения функционирования ГПЯвходят автоматизированная система управления технологическим процессом, автоматизированная система управления технологическим оборудованием, автоматизированная транспортная, складская система, система автоматического контроля, автоматизированная система инструментообеспечения, автоматизированная система удаления отходов и др.

Гибкая производственная система (ГНС)управляемая средствами вычислительной техники совокупность технологического оборудования, состоящая из разного сочетания ГПМ и/или ГПЯ, автоматизированной системы технической подготовки производства и системы обеспечения его функционирования, обладающая возможностью автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий, разновидности которых ограничены технологическими возможностями оборудования.

Внедрению ГАП должны предшествовать:

- повышение уровня технологического проектирования на основе САПР;

- создание программируемой технологии основных и вспомогательных производственных процессов и процессов управления информацией;

- обеспечение сопряженности программ управления и быстрой переналадки компонентов ГАП.

Из основных и вспомогательных гибких производственных модулей комплектуются гибкие автоматические линии, участки, цеха и заводы.

ГАП первого поколения были созданы на базе многооперационных станков типа обрабатывающий центр. За основу был принят блочно – модульный принцип. Гибкий производственный модуль (ГП - модуль) представляет собой, например, совокупность токарных станков с ЧПУ, специализированных роботов ‑ автооператоров и накопителей заготовок.

ГП – модуль представляет собой совокупность основного технологического оборудования с ЧПУ, специализированных роботов, и накопителей заготовок.

На уровне поточной линии, участка ГАП могут состоять из ГП – модулей подготовки производства, включающий обеспечение материалами, заготовками, деталями, приспособлениями, инструментами; из модулей удаления отходов производства.

На уровне цеха ГАП включает гибкие автоматизированные участки и линии основного производства, АСУ технологической подготовкой производства, автоматизированные участки комплектования, складирования и технического обеспечения основного производства.

ГАП обладает следующими преимуществами:

- высокая производственно – технологическая гибкость, обеспечиваемая связью всех модулей в единый производственный комплекс с помощью АСУ технологическими процессами;

- постоянная мобильность производства, достигаемая компактной планировкой оборудования, связью модулей технологического оборудования через автоматические накопители, а также тем, что при смене изделия не всегда требуется переналадка оборудования;

- сокращение производственного цикла изготовления изделия и повышение производительности труда.

Главная особенность ГПС по сравнению с прежними формами организации производства, обеспечивающая высокую производительность (например, автоматические линии), возможность производства целой группы изделий в произвольном (и соответствии с требованиями дня) порядке и не большими партиями, причем такая организация производства не оказывает значительного влияния на его экономические показатели. В настоящее врем и под ГПС понимают системы, включающие средства производства, которые характеризуются легкостью переналадки и адаптации к изменяющимся условиям производства. Цель использования ГПС достижение эффективности производства, сравнимой с эффективностью массового производства, но для небольших партий разнородных деталей. Наиболее часто ГПС рассматривают как комплексную систему технологических машин (в большинствеслучаев металлорежущих станков), транспортных средств, оснастки и прочих средств производства, которые полностью управляются с помощью компьютера. Станки в этом случае укомплектованы оснасткой для смены заготовок и режущих инструментов, что обеспечивает возможность обработки различных деталей без потерь времени на переналадку станка.

В настоящее время ГПС трактуют как способ организации производства, обеспечивающий полное управление производственным процессом и рационализирующий тот процесс. Такой подход означает необходимое и анализа каждой составляющей производства продукции на данном пред приятии и тщательной временной стыковки с другими составляющими.

Использование ГПС обеспечивает:

­ гибкость выбора различных заготовок для обработки в течение определенного времени;

­ возможность добавления или удаления конкретной заготовки из разработанного ранее производственного задания на обработку деталей;

­ Гибкость технологического маршрута, т.е. возможность замены станка для обработки конкретной детали, например в случае изменения производственного задания или отказа станка;

­ возможность быстрою внедрения в производство конструктивных изменений в обрабатываемых деталях;

­ возможность изменений в программе выпуска конкретных деталей;

­ возможность производства различных деталей в разных ГПС в рамках одного предприятия.

Возможности ГПС весьма привлекательны для лидеров современной промышленного производства. С одной стороны они позволяют объединить высокую производительность с малыми объемами партий деталей или изделий, с другой внедрить безлюдные технологии и значительно снизить производственные расходы на заработную плату, что дает предприятию возможность быстрее, чем когда-либо, реагировать на требования рынка.

Известно, что в структуре времени обработки деталей на основе традиционных технологии доля основного времени составляем только около 30%, а оставшаяся часть приходится на вспомогательное и подготовительно- заключительное время. Автоматизация в ряде случаев позволяет сократить их на 80%.

Основные достоинства ГАП:

­ возможность быстрой реакции предприятия на требования внутренних и зарубежных рынков;

­ повышение и сохранение качества выпускаемой продукции;

­ повышение производительности труда, в первую очередь в результате использования станков с высокой концентрацией операций;

­ увеличение действительного фонда времени работы машин за счет работы в три смены, работы во время отпусков и болезней персонала;

­ уменьшение численности обслуживающего персонала, что приводит к снижению затрат на заработную плату и социальные отчисления;

­ значительное улучшение условий труда, в первую очередь за счет исключения тяжелой, неквалифицированной работы;

­ возможность снижения себестоимости продукции.