4. Основы создання гибкого автоматизированного производства

Для пищевых предприятий характерны непрерывные, диск­ретные и непрерывно-дискретные производства, в связи с чем требования к автоматизации весьма разнообразны. Наряду с серийным характером (выпуск массовых сортов продукции) пи­щевые производства в немалой степени характеризуются часто изменяющимся ассортиментом продукции, требующим частой пе­реналадки оборудования, а следовательно, и применения обору­дования с программным управлением. Многим отраслям пищевой промышленности (кондитерская, хлебопекарная, парфюмерная, табачная, безалкогольная и др.) присуща выработка из разно­родного сырья разнообразных сортов и видов изделий. Выпуск продукции осуществляется главным образом на механизирован­ных и автоматических линиях, на которых автоматизированы начальные и конечные операции, транспортные перемещения, накопительные и распределительные операции, операции скла­дирования и др.

В пищеных производствах возникла ситуация, характеризую­щаяся двумя обстоятельствами: требованием обеспечения насе­ления продукцией массового производства, получаемой на уни­версальных современных автоматизированных и механизирован­ных поточных линиях; необходимостью более частой смены вы­пускаемой продукции. При этом возникают две, отчасти противо­положные, задачи: необходимость комплексной автоматизации крупносерийного производства с наделением его гибкостью и проведение комплексной автоматизации мелкосерийного произ­водства с приданием ему лучших черт массового (непрерывнос­ти и ритмичности). Под гибкостью подразумевается способ­ность производства оперативно и с наименьшими затратами пере­страиваться на выпуск новой нли обновленной продукции, в том числе по новым технологическим схемам н методам их органи­зации.

Эти задачи могут быть успешно решены путем создания на пищевых предприятиях гибких производственных систем (ГПС) на основе применения программируемого оборудования, промышленных роботов, систем управления на базе микропро­цессорной техники, мини- и микроЭВМ. ЭВМ управляет не толь­ко работой оборудования, но и технологическим процессом в гиб­кой производственной системе. Промышленные роботы являются основным компонентом ГПС н благодаря возможности програм­мирования способны быстро адаптироваться к изменениям в производственном процессе.

Для определения гибких автоматизированных производств (ГАП) используют следующую формулировку: ГАП — это произ­водственная единица (линия, участок, цех, завод), функциони­рующая на основе как программного управления самим обору­дованием, так и ведения технологических процессов от ЭВМ, за счет чего работа всех исполнительных компонентов производ­ственной системы перестраивается при смене объектов производ­ства. Первый этап внедрения ГАП предусматривает автоматизи­рованное производство, т. е. включает операции, осуществляемые с участием человека. Второй этап — это создание гибкого авто­матического производства, высшей формы автоматизации, нового метода подготовки и функционирования производства, основан­ного на безбумажной и безлюдной технологии.

За основу построения ГПС принят блочно-модульный прин­цип. Первичной единицей при создании ГПС является гибкий производственный модуль (ГПМ). Различают ГПМ основные (реализующие основные операции технологического процесса и управляющие нм) и вспомогательные (транслортно-накоинтель-

САПР [«»-—[лСТПП [——ГАСУП

Цехами

ттт

I ГАМ 1 ••• | ГАЦ 1 ... I ГАЦ I

I ГАУ I | ГАУ | | ГАУ 1

1

тм

гпн

тс

I

Рис. 15,6. Структура интегрированного производства

ные системы, склад, упаковка, отбраковка). С помощью основ­ных н вспомогательных ГПМ комплектуются гибкие автома­тизированные линии (ГАЛ). участки (ГАУ) и цехн (ГАЦ)

(рис. 15.6).

На уровне предприятия к основным компонентам ГПС относят автоматизированные цехн основного н вспомога­тельного производства. САПР, интегрированную автоматизи­рованную систему планирова­ния. управления и обеспечения производства, интегрирован­ную систему автоматизации технологической подготовки производства, к вспомогатель­ным — автоматизированную систему технического обслужи­вания и ремонта оборудования, транспортную и складскую си— стемы.

Гибкие автоматизированные производства по сравнению с ав­томатическими линиями с жесткой программой имеют следую­щие преимущества:

значительный (в 3—4 раза) рост производительности труда для мелкосерийного и единичного производства за счет высокой загрузки оборудования;

оперативное реагирование на изменение ассортимента н но­менклатуры изделий;

улучшение качества изделий за счет строгого соблюдения технологических режимов н устранения ошибок, естественных при ручном труде;

резкое сокращение продолжительности производственного цнклв;

значительный экономический эффект благодаря снижению капитальных вложений, площадей и численности обслуживающе­го персонала, работающего в трехсменном режиме;

повышение эффективности управления вследствие исключения человека из процесса производства;.

ликвидация тяжелого непроизводительного, особенно в усло­виях вредного производства, малоквалифицированного и моно­тонного труда.

Появление ГАГ1 в промышленности характеризует новый метод подготовки и функционирования производства. В отличие от традиционного метода производства исчезает необходи­мость в комплекте технической и сопроводительной документа­ции, так как ее заменяют машинные носители либо информация,

передаваемая по локальной сети связи. В этом состоит принци­пиально новый подход к выпуску изделий.

Последующее развитие комплексной автоматизации промыш­ленности заключается в объединении отдельных автоматизи­рованных систем: систем автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированной системы технологической подго­товки производства (АСТПП), автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) в единую комплексную .(ин­тегрированную) систему проектирования и производства Авто­матизированная система технологической подготовки производ­ства осуществляет подготовку программ функционирования ГПС для каждого вида продукции, входящих в номенклатуру ГПС. На основе описания технологического процесса разрабатывают­ся программы управления оборудованием, роботами, контрольно- измерительными устройствами, транспортной системой и автома­тическим складом. Гибкие производственные системы функцио­нируют по календарному плану, формируемому АСУП. Система управления ГПС передает в АСУП информацию о ходе произ­водства в целях ведения оперативного планирования и учета.

Центральная ЭВМ системы управления ГПС выполняет функ­ции диспетчеризации работы ГПС. В особо сложных ситуациях функции диспетчера берет на себя человек, получая от централь­ной ЭВМ данные о ходе производственного процесса: состоянии оборудования и выпуске продукции.

Пищевые предприятия будущего следует характеризовать как специализированные многоцелевые производства, гибко реаги­рующие на изменение потребности народного хозяйства в про­дуктах питания. Преобладающим типом производства будет не массовое производство узкой номенклатуры, а производство широкого ассортимента постоянно обновляемой продукции.

Использование концепции гибких автоматизированных про­изводств предусматривает наличие на предприятиях отрасли та­ких свойств, которые максимальным образом смогли приспо­собить производство к постоянно изменяющимся внешним усло­виям. Под этими условиями понимаются модернизация старых и создание новых технологических процессов, обновление и рас­ширение номенклатуры и ассортимента выпускаемой продукции. Нельзя утверждать, однако, что ГГ1С необходимы на всех пред­приятиях отрасли. Преимущественно они найдут применение прежде всего на крупных промышленных предприятиях с много- номенклатурной н меняющейся продукцией, обеспечивая высокую эффективность и мобильность производства в соответствии с современными требованиями по ускорению научно-технического прогресса.