3.2. Определение технологической системы, структура, функции и постановка задач проектирования

Основным элементом (ядром) современной интегрированной производственной системы является интегрированная автоматизированная технологическая система. Упрощенно будем называть - технологическая система (ТС).

Определение ТС (интегрированной) дадим, используя определение из ГОСТ 27.004 - Надежность в технике. Системы технологические [9].

ТС – это определённая во времени и пространстве совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, исполнителей, средств обеспечения функционирования (в т.ч. средств автоматизации), средств обеспечения качества функционирования, обладающих целостной структурой, системными свойствами и предназначенная для целенаправленного преобразования объектов производства.

Если речь идет об операциях контроля, регулировки, испытаний, на которых преобразования объектов производства не производится, то для таких систем определение сформулируем следующим образом.

ТС контроля (регулировки, испытаний) - это определённая во времени и пространстве совокупность функционально взаимосвязанных средств технологического оснащения, исполнителей, средств обеспечения функционирования (в т.ч. и средств автоматизации), предназначенная для обеспечения качества изготавливаемых изделий

Для автоматизированной ТС будем различать функциональную, информационную, аппаратную и организационную структуры ТС.

Функциональная структура – совокупность функционально взаимосвязанных элементов ТС, выполняющих действия и осуществляющих взаимосвязи в соответствии с алгоритмом функционирования.

Информационная структура - совокупность элементов ТС, осуществляющих информационное обеспечение процессов управления и контроля по выбранному интерфейсу.

Аппаратная структура – совокупность технических средств, предназначенных для обеспечения функционирования ТС и взаимодействующих в соответствии программой.

Организационная структура – совокупность элементов ТС, взаимодействие и связи между которыми осуществляются в соответствии с принятым организационно-технологическим принципом

Элемент ТС - основные и вспомогательные средства технологического оснащения и средства автоматизации

Изменения в ТС происходят под действием различных возмущений. Возмущения могут быть внутренние и внешние по отношению к ТС. Изменения в конструкторской, технологической документации являются тоже возмущениями, приводящими к определенным изменениям в ТС (условий производства, режимов работы) вплоть до структурных изменений.

По своей функциональной значимости и месту в производственной системе ТС подразделяются на четыре иерархических уровня: ТС операций; ТС процессов; ТС производственных подразделений (участков, цехов); ТС предприятий.

ТС операции обеспечивает выполнение одной заданной технологической операции.

ТС процесса включает в себя в качестве подсистем совокупность ТС операций, относящихся к технологическому методу (технологическая специализация) или виду изделия (предметная специализация).

ТС производственного подразделения состоит из ТС процессов и ТС операций, функционирующих в рамках линии, участка, цеха.

ТС предприятия состоит из совокупности ТС его производственных подразделений.

Классификация ТС приведена на рис. 3.1.

В соответствии с определением, элементами структуры ТС будут:

• технологическое оборудование (ОТО);

• элементы ВТО: единицы оснастки, входные и выходные устройства, устройства упорядочения технологической зоны (накопительные средства, средства очувствления, ориентирования), подающие устройства, средства замены и смены оснастки и др.;

• устройства управления;

• интерфейс, коммуникационные связи, регулирующие, дозирующие, распределяющие и др. средства ресурсного обеспечения;

• средства обеспечения безопасности;

• средства контроля, диагностирования, блокировки, защиты и др.

Каждый элемент структуры выполняет одну, или несколько функций (если имеет место объединение нескольких элементов в одном устройстве).

В качестве постановки задач проектирования ТС имеем три классические формулировки:

- на основе анализа целей и задач проектируемой системы сформировать общий перечень функций, подлежащих выполнению и составить из него перечень функций, автоматизация которых целесообразна;

- на основе анализа эффективности автоматизации по каждой функции выполнить окончательный выбор перечня автоматизируемых функций с определением уровня автоматизации;

- на основе решения задач синтеза и оптимизации поставить каждой выбранной для автоматизации функции элементы технической реализации и выбрать оптимальный вариант.

Классификационный ВИДЫ ТС

признак:

По уровню

функциональных

задач в производствен-

ной системе

По схемам

построения

По уровню

автоматизации

По уровню

специализации

ТС

операций

ТС

процессов

ТС производственных подразделений

ТС

производства

Последовательная ТС

Параллельная ТС

Комбинированная ТС

ТС с жесткой связью подсистем

ТС с нежесткой связью подсистем

Механизированная ТС

Автоматизированная ТС

Автоматическая ТС

Специальная ТС

Специализированная ТС

Универсальная ТС

Рис. 3.1. Классификация технологических систем