Глава 9. Организация автоматизированного производства

9.1. Виды и организационно-технические особенности создания и

эксплуатации автоматических линий

Дальнейшим развитием поточного производства является его автоматизация, в которой сочетаются непрерывность производственных процессов с автоматическим выполнением. Автоматизация производства в машиностроении и радиоэлектронном приборостроении развивается в направлении создания автоматических станков и агрегатов, автоматических поточных линий, автоматических участков, цехов и даже заводов. Степень автоматизации производственных процессов может быть различной. При частичной автоматизации часть функций по управлению оборудования автоматизирована, а часть - выполняется рабочими-операторами (полуавтоматические комплексы). При комплексной автоматизации все функции управления автоматизированы, рабочие только налаживают технику и контролируют ее работу (автоматические комплексы).

При комплексной автоматизации производственных процессов должна применяться такая система автоматических машин, при которой процесс превращения исходного материала в готовый продукт происходит от начала до конца без фи­зического вмешательства человека. Для этого требуется ав­томатизация не только технологических, но и всех вспомогательных и обслуживающих операций.

Комплексная автоматизация производственных процессов является главным направлением технического прогресса, обеспечивающим дальнейший рост производительности тру­да, снижение себестоимости и улучшение качества продукции. Этапы развития автоматизации производства определяются развитием средств производства, электронно-вычислитель­ной техники, научных методов технологии и организации производства.

На первом этапе были созданы автоматические линии с жесткой кинематической связью. Для второго этапа развития автоматизации характерно появление электронно-програм­много управления: были созданы станки с ЧПУ, обрабатываю­щие центры и автоматические линии, содержащие в качестве компонента оборудование с программным управлением.

Переходом к третьему этапу развития автоматизации по­служили новые возможности ЧПУ, основанные на примене­нии микропроцессорной техники, что позволило создавать принципиально новую систему машин, в которой сочетались бы высокая производительность автоматических линий с требованиями гибкости производственного процесса. Более высокий уровень автоматизации характеризуется создани­ем автоматических заводов будущего, оснащенных обору­дованием с искусственным интеллектом. Типичным приме­ром комплексной автоматизации является автоматическая линия (АЛ).

Автоматическая линия - это система согласованно работа­ющих и автоматически управляемых станков (агрегатов), транспортных средств и контрольных механизмов, размещенных по ходу технологического процесса, с помощью которых обрабатываются детали или собираются изделия по заранее заданному технологическому процессу в строго определенное время (такт АЛ).

Роль рабочего на АЛ сводится лишь к наблюдению за работой линии, к наладке и подналадке отдельных механизмов, а иногда к подаче заготовки на первую операцию и снятию гото­вого изделия на последней операции. Это позволяет рабочему управлять значительным числом машин и механизмов. Характер труда рабочего меняется коренным образом и все более и более приближается к труду техника и инженера.

Основным параметром (нормативом) АЛ является производительность. Производительность линии считают по производительности последнего выпускного станка. Различают: технологическую, цикловую, фактическую, потенциальную произ­водительность линии.

Технологическая производительность определяется по формуле

(9.1)

где - время непосредственной обработки детали (рабочих ходов станка, автомата, линии), т. е. основное время (t_o).

Цикловая производительность рассчитывается по формуле

(9.2)

где T_ц - продолжительность рабочего цикла (T_ц = t_м + t_х = t_o + t_в = t_оп),мин;

t_х - время холостых ходов рабочей машины, связанных с загрузкой и разгрузкой, межстаночным транспортированием, зажимом и разжимом деталей, т.е. вспомогательное время (t_в).

Для большинства автоматических линий продолжитель­ность рабочего цикла и всех его элементов остается неизмен­ной в процессе работы машины, поэтому значения технологи­ческой и цикловой производительности являются постоянны­ми величинами. В реальных условиях периоды бесперебойной работы рабочей машины АЛ чередуются с простоями, вызванными различными организационными причинами. Вследст­вие этого фактическая производительность автоматической линии определяется по формуле

= (9.3)

где - коэффициент использования рабочей машины (станка, автомата, линии)

во времени;

– цикловая производительность рабочей машины.

Коэффициент (организационно-технический уровень) может быть рассчитан по формуле

= (9.4)

где - время работы рабочей машины за плановый период (эффек­тивный фонд времени);

- время простоя рабочей машины за тот же период;

- время внецикловых простоев, приходящихся на единицу про­дукции

(t_ом = t_т.о + t_o.o).

Все простои оборудования делятся на собственные (t_о) и организационно-технические (t_o).

Собственные простои функционально связаны с конструк­цией и режимом работы линии. Их величина определяется кон­структивным совершенством линии, ее надежностью в рабо­те, квалификацией обслуживающего персонала и др. К ним относятся простои, связанные с регулировкой механизмов, подналадкой и текущим ремонтом оборудования, сменой ин­струмента и т. д. Организационно-технические простои обус­ловлены внешними причинами, функционально не связанными и не зависящими от конструкции АЛ и системы ее обслужи­вания. Это - отсутствие заготовок, несвоевременный приход и уход рабочего, брак на предыдущих операциях и другие виды организационного обслуживания (t_o.o).

С учетом потерь времени только по причинам технического обслуживания определяется потенциальная производитель­ность автоматической линии

(9.5)

Технический уровень этой линии (коэффициент техничес­кого использования)

(9,6)

Организационно-технический уровень (коэффициент обще­го использования)

(9.7)

Важнейшим календарно-плановым нормативом автомати­ческой линии, характеризующим равномерность выпуска про­дукции является такт (или ритм) потока. Он определяется сум­марным временем обработки изделия (t_м), временем установ­ки, закрепления, раскрепления и снятия, а также транспорти­ровки его с одной операции на другую (t_x):

Автоматические линии с гибкой связью оснащаются, как правило, независимым межоперационным транспортом, по­зволяющим передавать детали с операции на операцию неза­висимо от другой. После каждой операции на линии создается бункерное устройство (магазин) для накопления межопераци­онного задела, за счет которого осуществляется непрерыв­ная работа станков.