Производственный менеджмент. Учебное пособие-2

ние операций всех стадий процесса изготовления изделий, начиная отполученияисходныхзаготовокизаканчиваяконтролем(испытанием) готового изделия и выпуска продукции через равные промежутки времени.

Вкомплексе механизированных и автоматизированных поточных линий, каждая из которых имеет предметную специализацию, может быть обеспечена полная синхронизация операций по рабочим местам без перерывов.

Такт таких линий подчинен (равен или кратен) такту главной линии, предопределяющей окончательные параметры изделия. Производственные комплексы такого состава характерны для массового производства сложных крупногабаритных изделий, состоящих из большого количества элементов.

Комплекс автоматических линий разрабатывается в строгой зависимости от вида исходных материалов и заготовок, конфигурации, массы, габаритов, технологической сложности изготавливаемого изделия.

Вкомплекс автоматических линий входит транспортная система, предназначенная для подачи заготовок со склада к стендам, перемещения подвесного технологического оборудования, для транспортировки со стендов готовых объектов на главную линию или на склад готовой продукции.

Наиболее прогрессивным производственным подразделением комплексно-механизированного и автоматизированного производства являются линии из промышленных роботов (ПР), линии, скомпонованные из ПР, обрабатывающих центров, оборудования с ЧПУ в сочетании с автоматизированной транспортно-накопительной системой, автоматизированным складом и системой автоматизированного проектирования1.

1 Организация и планирование машиностроительного производства : учебник для машиностр. спец. вузов / М. И. Ипатов, М. К. Захаров, К. А. Грачева и др. М. : Высш.

школа, 1988. 367 с.: ил.

121

7.6. ОРГАНИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА

7.6.1. Виды и организационно-технические показатели автоматических линий

Автоматическая линия (АЛ) — это система машин-автоматов, размещенных по ходу технологического процесса и объединенных автоматическими механизмами и устройствами для решения задач транспортировки, накопления, заделов, удаления отходов, изменения ориентации.

В зависимости от используемого состава оборудования выделяют следующие типы АЛ:

•автоматические линии из агрегатных станков, которые собирают из унифицированных агрегатных узлов, отлаженных в ранее действовавших системах;

•автоматические линии из универсальных станков, которые проектируются на базе поточных линий с оснащением механизмами автоматической загрузки-выгрузки деталей;

•автоматические линии с программируемым устройством, оснащенные числовым программным управлением;

•автоматические линии из многоцелевых станков (гибкие автоматические линии) с управлением от ЭВМ;

•роторные линии (разновидности АЛ) на основе роторных машин

ироторных транспортирующих устройств.

В зависимости от способа обеспечения ритмичности различают:

•синхронные(жесткие) АЛ, длякоторыххарактернажесткаямежагрегатная связь и единый цикл работы станков;

•несинхронные(гибкие) АЛсгибкоймежагрегатнойсвязью. Каждый станок в этом случае снабжен индивидуальным магазином — накопителем межоперационных заделов.

7.6.2.Организационно-технические особенности создания

иэксплуатации роторных линий

Роторная автоматическая линия монтируется из отдельных роторных машин в соответствии с требованиями технологического процесса.

122

Каждый технологический ротор вместе с транспортно-передаю- щим устройством представляет собой отдельную автоматическую машину.

Роторные машины и линии обладают рядом преимуществ:

•они высокопроизводительны;

•обеспечиваютнепрерывностьзагрузкиприводныхэлектродвигателей;

•обладают низким числом отказов приводных систем;

•обеспечивают непрерывное транспортное движение инструментальных блоков, их взаимозаменяемость и быстросъемность (без останова роторов);

•позволяют проводить 100%-ный контроль качества всего потока продукции.

7.6.3.Организационно-технические особенности создания

иэксплуатации робототехнических комплексов

Робототехника — это новая прогрессивная область техники, решающая задачи создания отдельных промышленных роботов и роботизированных объектов и процессов — робототехнических комплексов.

Промышленные роботы (ПР) первого поколения (автоматические манипуляторы) работают по заранее заданной «жесткой» программе.

ПР второго поколения оснащены системами адаптивного управления, представленными различными сенсорными устройствами (техническое зрение, очувствленные схваты и т. д.) и программами обработки сенсорной информации.

ПР третьего поколения должны обладать искусственным интеллектом, позволяющим им выполнять самые сложные функции при замене в производстве человека.

Классификация робототехнического комплекса (РТК) по типу роботизированного подразделения основывается на количественной характеристике выполняемых комплексом технологических операций.

Простейший тип РТК — роботизированная технологическая ячейка (РТЯ), в которой выполняется небольшое количество технологических операций.

Роботизированный технологический участок (РТУ) выполняет ряд технологических операций.

123

Роботизированная технологическая линия (РТЛ) выполняет опе-

рации в едином технологическом процессе.

Структурно РТК может быть представлен в виде цеха, состоящего из нескольких РТУ, автоматизированных складов и связывающих их транспортных ПР. Высшей формой развития роботизированного производства является комплексно-роботизированный завод.

Различают РТК с централизованным, децентрализованным и комбинированным управлением.

В зависимости от вида роботизированного производственного процесса РТК могут быть предназначены:

•для получения заготовок;

•обработки деталей;

•выполнения процессов сборки;

•реализации контрольно-сортировочных и транспортно-перегру- зочных задач.

Компоновочные варианты РТК зависят от решаемых технологических задач, уровня автоматизации, количества и типа ПР, их технических и функциональных возможностей.

Выбор оптимальных параметров и рациональных конструкторских решений в период проектирования РТК производится с учетом ряда факторов:

•производительности РТК;

•обеспечения надежности его работы и эффективности функционирования и т. д.

Повышение надежности РТК позволяет снизить потери времени на планово-предупредительные ремонты и ликвидацию аварийных отказов, а также уменьшить затраты на все виды ремонта и технического обслуживания оборудования.

7.6.4.Организационно-технические особенности создания

иэксплуатации гибких производственных систем

Гибкое производство позволяет за короткое время при минимальных затратах на том же оборудовании, не прерывая производственного процесса и не останавливая оборудования, по мере необходимости переходить на выпуск новой продукции произвольной номенклатуры в пределах технических возможностей и технологического назначения оборудования.

124

Степень гибкости — основной показатель гибкого производства, определяется количеством затрачиваемого времени и дополнительных расходов при переходе на выпуск новой продукции, а также широтой номенклатуры выпускаемой продукции.

Постепенигибкостигибкоепроизводствоподразделяетсяначетыре основные группы:

первая группа предполагает жесткую технологию производства, когда технологическое оборудование предназначено для изготовления одной детали (изделия);

вторая группа основана на перестраиваемой технологии производства, когда оборудование при замене отдельных его компонентов или изменении компоновки может использоваться для изготовления нового изделия или строго фиксированной группы изделий;

третья группа гибких производств основывается на переналаживаемых технологических процессах и оборудовании, предназначенном для одновременного выпуска группы деталей;

четвертая группа основывается на гибкой технологии производства и оборудования, приспособленной для чередования выпуска группы деталей, изделия или перехода на выпуск совершенно нового изделия без переналадки. Степень гибкости при этом ограничена только техническими параметрами и технологическим назначением оборудования.

Третья и четвертая группы гибких производств называются также программируемыми, так как для переходов с одного объекта производства на другой необходимо изменять управляющие программы, а не оборудование или его составляющие.

Гибкая производственная система (ГПС) — это совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, роботизированных технологических комплексов, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования с ЧПУ и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.

Обязательным требованием при проектировании ГПС является обеспечение блочно-модульного принципа.

125

Гибкий производственный модуль (ГПМ) — это единица техно-

логического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с изготовлением продукции, имеющая возможность встраиваться в гибкую производственную систему.

Роботизированный технологический комплекс (РТК) — это сово-

купность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств их оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы.

Основные характеристики ГПМ и РТК:

•способность работать некоторое время автономно, без участия человека;

•автоматическое выполнение всех основных и вспомогательных операций;

•гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;

•простота наладки, устранения отказов основного оборудования

исистем управления;

•совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства;

•высокаястепеньзавершенностиобработкидеталейсоднойустановки, высокая экономическая эффективность при правильной эксплуатации, определяемой в первую очередь коэффициентом загрузки,

идр.

К факторам, обеспечивающим гибкость системы, относятся:

•количество технологических групп деталей, подлежащих обработке на ГПС;

•количество наименований деталей в технологической группе для одновременной обработки на ГПС;

•сходство или широкое разнообразие деталей в технологической группе;

•количество дополнительной технологической оснастки, необходимой для каждой новой технологической группы деталей;

•возможность ГПС полностью обрабатывать детали на одном станке;

126

•максимально возможное время работы ГПС в «безлюдном» режиме;

•наличие самонастройки системы при появлении каких-либо отклонений от производственного процесса;

•адаптация к случайному, практически любому маршруту прохождения деталей от станка к станку и возможности их обработки на разных станках системы;

•минимальные потери производительности при различных отказах разных элементов системы.

Для функционирования ГПС используются следующие системы обеспечения:

•система автоматизированного проектирования (САПР);

•автоматизированнаясистематехнологическойподготовкипроизводства (АСТПП);

•автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП);

•автоматизированная система управления предприятием (АСУП);

•автоматизированная транспортно-складская система (АТСС);

•автоматизированная система удаления отходов (АСУО);

•автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО);

•автоматизированная система управления ГПС.

Таким образом, ГПС — это совокупность технологического оборудования с ЧПУ и системы обеспечения функционирования ГПС.

ГПС обладает свойством автоматизированной (программируемой) переналадки при обязательном соблюдении условий группового производства деталей.

Группой называется совокупность деталей, характеризуемая при их изготовлении общностью оборудования, оснастки, наладки и технологического процесса.

Присозданиигруппдеталейпринимаютвовниманиеихгабариты, так как они определяют типаж оборудования и размеры их технологической оснастки.

Учитывают также:

•геометрическую форму деталей;

•общность подлежащих обработке поверхностей, их точность и параметры шероховатости;

127

•однородность заготовок;

•серийность выпуска;

•экономическую эффективность процесса обработки. Различают ГПС полного и неполного изготовления деталей. При полном цикле на ГПС обрабатываются полностью детали из

заготовки (или из сырья в заготовку) в готовую деталь, поступающую на сборку.

При неполном цикле предварительные и доделочные операции осуществляются вне ГПС.

При полном цикле изготовления деталей, когда заранее установленный жесткий технологический маршрут требует нескольких различных рабочих машин (станков), создаются гибкие автоматизированные линии (ГАЛ).

ВГАЛ технологическое оборудование устанавливается в задан-

ной последовательности выполнения технологических операций, при этом для изготовления отдельных деталей может потребоваться не вся ГАЛ, а только часть ее оборудования.

ВГАЛ часто включают ОЦ с автоматической сменой агрегатных головок, единымустройствомзагрузкииразгрузкидеталей, ихтранспортирования от станка к станку. Созданные для ГАЛ группы деталей обрабатываются на станках поочередно по жесткому маршруту, фиксированному программой.

Наиболее высоким организационным уровнем ГПС является гибкий автоматизированный участок (ГАУ).

ГАУ специализируется на выполнении основных формообразую-

щих операций получения заготовок и обработки деталей широкой номенклатуры и определенных конструктивно-технологических групп (например, ГАУ литья под давлением, ГАУ холодной штамповки, в механообработке: ГАУ тел вращения; ГАУ корпусных деталей и т. д.).

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) представляет собой ча-

стичную интеграцию ГАЛ, ГАУ, а также таких систем, как система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП). ГАЦ как самостоятельная структурная единица предприятия предназначен для изготовления отдельных деталей или элементов изделий, выпускаемых предприятием.

128

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) — это производство бо-

лее высокого уровня, предназначенное для выпуска готовых изделий регулярно меняющейся номенклатуры. ГАЗ может включать:

•отдельно функционирующие автоматизированные линии;

•автоматизированные участки;

•отдельные рабочие машины с ЧПУ;

•неавтоматизированные участки с универсальным оборудованием.

7.7. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ПОДСИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОСНОВНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ

Подсистема оперативного управления основным производством состоит из двух взаимосвязанных частей:

•оперативно-производственного планирования;

•текущего регулирования (диспетчирования) основного производства.

Первичным в этой подсистеме является оперативно-производ- ственное планирование, обеспечивающее конкретизацию утвержденного плана производства изделий в номенклатуре и в количестве входящих в них узлов и деталей, а также распределение деталей между цехами и по календарно-плановым периодам года.

Текущее регулирование направлено на поддержание на заданном уровне календарных планов изготовления деталей, узлов и сборки изделия на основе предупреждения и своевременной ликвидации отклонений от календарного плана.

К основным задачам, которые призвана решать подсистема оперативного управления основным производством, относят:

•распределение годового плана выпуска изделий по плановым периодам для каждого из выпускающих цехов завода;

•разработку номенклатурно-календарных планов для заготовительных и обрабатывающих цехов;

•расчеты календарно-плановых нормативов движения производства;

•составление оперативно-календарных планов получения заготовок, изготовления деталей, сборки узлов и изделия в целом;

•разработку сменно-суточных заданий;

•разработку модели текущего регулирования.

129

Решение данных задач направлено на обеспечение равномерного, пропорционального и ритмичного изготовления и выпуска продукции.

8.Обслуживание производства

8.1.ОРГАНИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

Основные задачи инструментального хозяйства предприятия:

•определить потребности предприятия в технологической оснастке;

•запланировать ее приобретение или изготовление;

•обеспечить оснасткой производство;

•организовать рациональную эксплуатацию оснастки и технический надзор;

•обеспечить оснасткой рабочие места;

•организовать учет и хранение оснастки.

Оснастка разделяется на определенные группы по наиболее характерным признакам: характеру использования, назначению (виду обработки), конструкционным особенностям.

По характеру использования оснастка делится на универсальную,

стандартную и специальную.

Обеспечение оснасткой планируется в определенной последовательности.

Номенклатура универсальных (стандартных) видов оснастки в серийном и массовом производствах устанавливается по картам применяемости, в единичном и мелкосерийном производствах — по картам типового оснащения рабочего места.

Номенклатура специальных видов оснастки определяется по картам технологических процессов.

Расход оснастки может быть определен статистическим методом, по нормам оснастки рабочих мест и по нормам расхода.

Статистическийметодрасчетабазируетсянасведенияхофактическом расходе данного вида оснастки, приходящемся на 1000 станко-ч. Этот метод расчета недостаточно точен, применяется только в единичном и мелкосерийном производстве.

130