3.2. Методы расчета и оценки производительности автоматизированных систем

Производительность определяют количеством годных деталей, из­делий, комплектов, выпускаемых машиной в единицу времени. Время обработки детали машиной является обратной величиной производительности.

При расчете, анализе и оценке производительности автоматизированного оборудования с учетом различных видов затрат времени используют различные виды производительности: цикловую, техническую и фактическую.

-9-

Цикловая производительность — теоретическая производительность машины с реальными холостыми и вспомогательными ходами

Где - время одного цикла обработки;

tвсп - вспомогательное время на установку и снятие детали и ее измерение если оно не перекрывается tp, время управления станком, смену инструмента.

t_х — время холостых ходов если не перекрывается tp.

Техническая производительность — теоретическая производительность машины с реальными холостыми ходами и учетом ее собственник простоев , связанных с выходом из строя инструментов, приспособлений, самого оборудования

(4.2.4)

Фактическая производительность - минимальная производительность, учитывающая все виды потерь:

(4.2.5)

где - суммарное время простоев;

- время простоев по организационно-техническим причинам, не связанным с работой оборудования;

- суммарное время переналадок оборудования.

Для количественной оценки фактической производительности необходимо общее количество деталей z разделить на период (в мин, час.) их изготовления (эта)

-10-

Все показатели производительности в общем слу­чае являются функциями времени и изменяются в процессе эксплуатации машин в результате действия различных факторов (износа, старения, повреж­дений, поломок и др.).

4. Классификация гпс по степени интеграции и уровням управления.

В зависимости от отрасли и типа производства АПС могут создаваться на базе различного оборудования: универсального, агрегатного, специального и специализированного, автоматов, полуавтоматов, обрабатывающих центров, станков с ЧПУ, объединенного гибкими или жест­кими транспортными устройствами.

Для серийного и мелкосерийного производства характерно применение автоматизированных систем из станков с ЧПУ, обрабатывающих центров с гибкой связью, предполагающих наличие межоперационных накопителей.

Для крупносерийного и массового производства характерно было создание АЛ из специальных и специализированных переналаживаемых станков с процессорным управлением, объединенных связями, которые устанавливаются при большой дифференциации технологического процесса, высокой надежности оборудования. Для этих типов производства характерно считалось ранее применение и роторных линий, которые состоят из вращающихся агрегатов (роторов), выполняющих рабочие и транспортные операции соответствен­но на рабочих и транспортных роторах. Роторные линии бывают с жесткой и с гибкой (с накопителями) связью между роторами. Разрабатываются конструкции переналаживаемых роторов и АЛ из них, что позволит использовать их в переналаживаемом производстве.

Однако условия рыночной экономики ставят на первое место все более полное удовлетворение спроса покупателей, а производительность и издержки производства считаются внутренними факторами предприятия, которые определяю ценовую политику предприятия, являются вторичными. В связи с этим в массовом и крупносерийном производстве появляется все большее количество модификаций изделий и наблюдается сдвиг в сторону уменьшения серийности, все более используются также гибкие системы, но с меньшей степенью гибкости, на которых производится механическая обработка деталей, сборка изделий различных модификаций изделий с возможность реализации этих задач с минимальной переналадкой или без нее по ходу технологического процесса, используя управление с помощью ЭВМ верхнего уровня. (Рассказать как, происходит сварка кузовов автомобилей, сборка автомобилей одной модели, но различных модификаций) (Штрих коды для распознавания модификаций автомобилей, сборка различных модификаций)

-11-

Переналадка оборудования в условиях многономенклатурного производства возможна за счет построения АПС по модульному принципу, когда и основное, и вспомогательное оборудование компонуют из типовых гибких производственных модулей (ГПМ), транспортно- складских систем и механизмов.

В зависимости от способа загрузки заготовок и инструмента ГПМ подразделятся на роботизированные и нероботизированные (с трансманипуляторами).

По уровням управления и составу оборудования, в зависимости от степени интеграции, (по классификации фирмы ВЕРНЕР (ФРГ) ГП подразделяют на гибкие производственные модули (ГПМ), гибкие производственные ячейки (ГПЯ), гибкие производственные острова (ГПО), гибкие производственные системы (ГПС). В связи с отсутствием в учебной литературе конкретной подробной информации о том, как решаются вопросы автоматизации производителями станков стран СНГ, будем в дальнейшем более конкретно вопросы практического применения теории создания ГП изучать на примерах построения ГПС фирмой ВЕРНЕР (ФРГ). Подробные материалы взяты из проводимых фирмой симпозиумов на международных Европейских выставках по металлообработке ЕМО в Ганновере, Париже и Милане.

По межстаночному транспорту различают следующие ГПС:

- со сквозным транспортом без перестановки изделия;

- с транспортной системой с перестановкой изделия;

- с транспортной системой с промежуточными накопителями.

Такие ГПС получили преимущественное развитие благодаря воз­можности создания переналаживаемых производств.

Число единиц и номенклатура применяемого оборудования в ГПС зависит производственной программы, их подсчитывают и выбирают оптимальными с точки зре­ния получения наибольшей производительности и надежности. Кри­терием выбора различных компоновок, структуры, состава ГПС с учетом характеристик и функциональной взаимосвязи являются, в ко­нечном счете производительность и гибкость.

Высокие темпы технического прогресса требуют такого техничес­кого оснащения производства, которое могло бы успевать за техни­ческим прогрессом, т. е. иметь высокую мобильность (возможность выпуска широкой номенклатуры и типов деталей и изделий). Эта ха­рактерная черта серийного производства приобретает важную роль в машиностроении и в других отраслях промышленности.

С этой целью создают переналаживаемые производственные сис­темы с автоматизированной переналадкой при производстве изделий произвольной номенклатуры.

-12-

Организационными уровнями гибкого производства (ГП) являются гибкие производственные участки (ГПУ), где производится обработка деталей в зависимости от вида технологического процесса (мехобработка, сварка, и т.д.), гибкий автоматизированный цех (ГАЦ), где весь технологический процесс изготовления деталей производится на ГПУ, гибкий производственный завод (ГПЗ), который включает в себя несколько ГАЦ.

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — система, состоящая из единицы технологического оборудования (обрабатывающий многооперационный центр), оснащенная ус­тройством числового программного управления (УЧПУ) и средствами автоматиза­ции технологического процесса(автоматическая смена инструмента и заготовок), которая автономно функционирует и ее можно встраивать в систему более высокого уровня. В модуль может входить обрабатывающий центр с роботизированной или манипуляторной сменой инструмента и заготовок, имеющий возможность интеграции в погрузочно-разгрузочную и транспортно-накопительную системы, контрольно-измерительную систему и возможность управления от ЭВМ верхнего уровня.

Гибкая производственная ячейка (ГПЯ) содержит несколько однородных, могущих полностью заменять друг друга ГПМ связаны в одну общую, управляемую от ЭВМ верхнего уровня, систему посредством общего автоматического снабжения заготовками и инструментами, с единой транспортно- накопительной системой и системой измерения, с возможность встраивать в систему более высокого уровня.

Гибкий производственный остров (ГПО) содержит несколько одно- и разнотипных дополняющих друг друга в технологии производства металлообрабатывающих ГПМ (сверлильно-фрезерных токарных шлифовальных и т.д.) или иных ГПЯ и машин, например, моечных, для полной обработки одной или группы деталей, связаны в одну систему на основе общего снабжения заготовками и инструментом с интегрированным управлением на базе ЭВМ, с возможность встраивать в систему более высокого уровня.

Гибкая производственная система (ГПС) содержит ГПМ, ГПЯ и ГПО связаны в одну общую, управляемую от ЭВМ верхнего уровня, систему посредством общего автоматического снабжения заготовками и инструментами, с единой транспортно- накопительной системой и системой измерения, с возможность встраивать в систему более высокого уровня, для полной комплектной обработки группы деталей какого либо изделия.

Каждый структурный компо­нент гибких систем технически представляет собой законченное целое и имеет свою локальную сис­тему управления, что позволяет ему эффективно функционировать как индивидуально, так и в составе переналаживаемого производства и прежде всего в составе гибкого автомати­зированного цеха (ГАЦ), состоящего из ГПМ, ГПЯ, ГПО и ГПС, объединен­ных единой автоматизированной системой управления (АСУ), предназначенной для изготовления изде­лий заданной номенклатуры. В состав

-13-

ГАЦ могут входить также отдельно фун­кционирующие неавтоматизированные участки.

На базе крупных ГАЦ можно организовать комплексно-авто­матизированное переналаживаемое производство с использованием САПР, автоматизированных систем технологической подготовки про­изводства (АСТПП), автоматизированных систем управления произ­водством (АСУП), автоматизированных систем научных исследований (АСНИ), автоматических систем контроля и измерения (АСКИО) и дру­гих систем, функционирующих на базе современных CALS-технологий.