18.3. Управление технологическими процессами производства

Технологические объекты управления. Совокупность технологического оборудования и технологических процессов, реализуемых на нем с обязательным соблюдением соответствующих инструкций и регламентов, называются технологическим объектом управления (ТОУ). В понятие ТОУ включается как технологические процессы производства изделий, так и процессы, с которыми связано обеспечение обусловленных требованиями эксплуатации нормальных режимов функционирования технологического оборудования и движения материальных потоков. В качестве ТОУ рассматриваются отдельные станки и агрегаты, участки и цехи, если они реализуют обособленный процесс производства в виде традиционного жесткого со сложившимися технологическими системами, управление которыми носит в основном технологический или организационный характер. Материально-энергетические процессы в ТОУ протекают в реальном времени.

Принято различать четыре вида технологических процессов (ТП): единичный, типовой, групповой и стандартный. Каждый ТП разрабатывается при технологической подготовке производства изделий, конструкции которых отработаны на технологичность в соответствии с должностями науки и техники.

Групповой технологический процесс (ГТП) предназначен для совместного изготовления группы изделий различной конфигурации в конкретных условиях производства на специализированных рабочих местах и разрабатывается с целью экономически целесообразного применения методов и средств крупносерийного и массового производства в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производств.

Типовой процесс должен быть рациональным и характеризоваться единством содержания и последовательности большинства технологических операций для группы изделий, обладающих общими конструктивными признаками. Типизация обеспечивает устранение многообразия технологических процессов обоснованным сведением их к ограниченному числу типов и является базой для разработки стандартов на типовые технологические процессы.

Автоматизированное проектирование групповой технологии. Автоматизированное проектирование групповой технологии комплексное и выполняется на всех этапах создания изделия: конструирование, технологическая подготовка производства, технологические процессы изготовления деталей и сборка. В групповой технологии элементы изделий группируют по сходственным группам, или семействам. Необходимым условием образования таких семейств является наличие системы классификации для ранжирования объектов по группам; системы содержат критерии группирования и дают полный обзор объектов изготовления в пределах предприятия. Индивидуальные системы классификации объединяются в единую систему кодирования.

Существующие системы классификации и кодирования в групповой технологии создают по технологическому, предметному и комбинированному принципу. С применением технологического принципа связывается обеспечение технологической однородности производства. Использование предметного принципа позволяет настроить производство на выпуск однородной продукции. Комбинированный принцип представляет собой сочетание обоих предшествующих принципов организации производства в пределах одного производственного подразделения. Система использует код цифрового и буквенного обозначения в последовательности интервалов:

12345 6789 ABCD

Первые девять цифр формируют данные конструкторского и технологического массивов: интервал 12345 описывает конструкторские свойства, интервал 6789 – технологические свойства. Буквенный ряд обозначенный ABCD идентифицирует дополнительные специфические особенности изделия.

• Этап конструирования. Ключевую позицию при разработке групповой технологии занимает этап конструирования. Рабочий принцип изделия, его материал и точность в соединении с выбором технологических методов полностью определяют стоимость продукта. Фонд рабочей документации и сопутствующей ей нормативные материалы основываются на методах стандартизации.

При формировании комплексной детали из множества обрабатываемых заготовок фонд рабочих чертежей значительно упрощается и приводится к структурной схеме. По структурной схеме разрабатывают программно-алгоритмическое обеспечение.

• Этап обработки. В принципах групповой технологии механическую обработку объектов связывают с понятием семейства деталей. Детали внутри семейства отличаются друг от друга, но внутри семейства их идентифицирует конструктивное и технологическое подобие. Такая идентификация привела к логическому понятию гипотетической комплексной детали, которая в групповой технологии стала условным объектом обработки. В формировании комплексной детали число входящих действительных деталей и технологических операций должно быть не менее семи.

• Этап сборки. Процессы сборки возможны только в случае поставки взаимозаменяемых деталей заготовительным производством в строго определенные моменты времени и в требуемых количествах. Невыполнение этого условия может привести к нарушению ритма производства за счет возникновения дефицита деталей на сборке. Темп работы оборудования заготовительных участков должен быть согласован с темпом проведения сборочных операций. Такое согласование обеспечивает четкие переходы с выпуска одних типов деталей на выпуск других, изготовление деталей партиями, обеспечивающими комплексность на сборке, создание необходимых производственных заделов. Частота переналадок, размеры партий хранения, транспортирования и обработки, объемы заделов деталей на переходах, обусловленные синхронизацией заготовительных и сборочных операций в условиях изменяющейся производственной обстановки, определяются в результате решения задач оптимизации технологического процесса сборок с оперативным управлением.

Оптимизация технологического процесса сборки создает непрерывную сборку без простоев методом полной взаимозаменяемости по соответствующим иерархическим уровням (модули, блоки, элементы) с учетом фактора концентрации технологических переходов в технологии сборки конструкции или отдельных узлов.

Структурная оптимизация маршрутной технологии групповой сборки осуществляется с помощью сетевой модели, включающей в себя матрицу контуров, граф смежности операторов и элементов групповой сборки. Оптимизация по сетевой модели сводится к выбору кратчайшего пути в графе смежности сборочных операций с учетом логических ограничений. К числу таких ограничений относятся вопросы окончательного выбора оптимальной структуры маршрутной технологии в единстве с выбором оптимальных структурно-компоновочных схем агрегатного сборочного оборудования и структур технологических операций автоматизированной сборки по критерию технико-экономической эффективности, одним из показателей которой может быть трудоемкость.