Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы организационно-технологического управления роботизированными комплексами. Учебное пособие
.pdf
151
- возможность приобретения роботизированных
Xij
J
Xi
Xij
комплексов или ПР, которые было бы целесообразно
использовать для автоматизации технологического процесса или
операции;
- наличие подготовленных кадров, способных успешно
эксплуатировать и обслуживать роботизированные производства;
- возможность внедрения средств роботизации с
максимальными дополнительными затратами по модернизации
периферийного техн ологического оборудования, входящего в
состав роботизированных комплексов;
- степень поддержки производственным персоналом
мероприятий по роботизации.
Заметим, что состав факторов может корректироваться в
зависимости от конкретных производственных условий и
специфических требований химико-технологических процессов
(операций).
Значимость факторов оценивается по 10-балльной шкале
независимо каждым специалистом-экспертом комиссии,
назначенной на предприятии, т.е. фактически производится
оценка меры влияния фактора на принятие решения в пользу
роботизации. Все данные специалистов-экспертов заносятся в
производственную таблицу и рассчитываются средняя и
относительные оценки значимости каждого фактора по
зависимостям:
J
å
j1
=
Xi
=
,
где
- средняя оценка значимости каждого фактора,
рассчитываемая как среднее арифметическое оценок всех
специалистов-экспертов;
- оценка i-го фактора j-м
специалистом-экспертом по 10-балльной шкале;J- численности
специалистов-экспертов, входящих в состав комиссии.
152
J
XiYiXj
Yi
()
Zjt Xijt×Yi
Zjt
Xijt
Zjt
Zit
J
Zt
å
i1
=
,
где
=
- относительная оценка значимости конкретного фактора,
рассчитывается как отношение средней оценки значимости
каждого фактора к сумме средних оценок значимости всех
факторов;J- число факторов комплексной оценки.
На 2-м этапе каждый специалист-эксперт оценивает
объекты роботизации, независимо от мнения других, по
выбранным факторам оценки производства. При этом требуется
рассчитать оценку каждого объекта роботизации, по следующей
зависимости:
где
J
=
å
i1
=
- комплексная оценка каждого объекта роботизации
,
специалистом-экспертом, рассчитываемая как сумма
произведений бальных оценок меры влияния каждого фактора на
относительную оценку его значимости;
- оценка меры
влияния i-го фактора j-м специалистом-экспертом для t-го
объекта роботизации.
3-й - завершающий этап, позволяющий присвоить ранг
предпочтительности выбранным объектам роботизации. После
расчета всеми специалистами-экспертами
, для выбранных
объектов роботизации рассчитывается по каждому средняя
арифметическая оценка из выражения:
J
å
j1
=
Zt
=
,
где
Чем выше (Zt) тем меньший номер присваивают рангу
предпочтительности и соответственно возрастает значимость
объекта роботизации в первоочередности внедрения ПР.
- итоговая оценка объекта.
153
Анализ по выявлению потенциальных объектов
роботизации проведенный, как рядом исследователей в 90 годы в
целом для пищевой и перерабатывающей промышленности, а
также химической (малотоннажных многоассортиментных
производств), так и за последние годы авторами монографии
позволил сделать следующий вывод (рис. 17). Для пищевой и
перерабатывающей промышленностей из общего количества
(1,2 тыс. ед.) химико-технологических процессов, операций и
переходов, где на первый взгляд возможно использование ПР,
только 75 % (0,9 тыс. ед.) являются объектами роботизации
(табл. 15).
В целом пищевая и
перерабатывающая
промышленность
Рис. 17. Диаграмма, характеризующая количество объектов
роботизации в целом пищевой с перерабатывающей и химической
малотоннажной многоассортиментной промышленности:
В целом химическое
малотоннажное
многоассортиментное
производство
- количество потенциальных объектов роботизации в виде
технологических процессов и их переходов, тыс. ед.;
- количество фактических объектов роботизации, тыс. ед.;
- количество роботизированных объектов, государств
дальнего зарубежья, тыс. ед.
154
Характерные объекты роботизации пищевой и химической
промышленности
Характерные объекты роботизации
Промышленность,
Типы
1 2 3
I. Основные химико-технологические процессы (операции)
возможность
роботизации
пищевая химическая
Таблица 15
1. Разделка продукции и полуфабрикатов +
2. Нанесение покрытий на объект производства
(парафинирование, глазировка, хромирование и
т.п.)
3. Сборочные операции (при производстве шин,
резино-технических и пластмассовых изделий,
изготовление разнообразной тары)
4. Нанесение декоративного оформления
(кремом, шоколадом, напыление металлом и
т.д.) на предмет производства
5. Зачистка облоя, наплывов, заусенцов и т.п.
при производстве изделий из полимерных
материалов
6. Окраска распылением
7. Сварка (газовая, электро-дуговая, точечная, с
присадочным прутком)
8. Склеивание и герметизация (при нанесении
вязких составов)
9. Шлифование и полирование
10. Укупорка и закатка +
11. Пропитка предмета производства
растворами как пищевыми (сироп, виноводочная продукция , маргарин и т.п.) так и
разнообразными химическими (клеи, смолы и
т.п.)
+ +
┴
+
-
┬
-
+ +
┬
+ +
-
+
┬
+
+
+
+
┴
155
Продолжение табл. 15
1 2 3
12. Резка (механическая, лазерная, водяная) и
раскрой вспомогательных материалов (в
большинстве своем листовых)
13. Монтаж (демонтаж) модульного
оборудования
14. Установка и затяжка крепежных деталей,
клепка
15. Упрочнение изделий (закалка,
индукционное упрочнение и т.п.)
II. Вспомогательные химико-технологические операции
1. Загрузка и выгрузка основного
технологического обор удования
2. Обработка (мытье, чистка, смазка и т.п.)
основн ого технологического оборудования,
форм, ванн, поддонов, емкостей, лотков и т.п.
3. Укладывание штучных изделий в
транспортную, потребительскую тару, а также в
тару-оборудования
4. Упаковка и фасовка продукта производства + +
5. Пакетирование (распакетирование) тарных
грузов
6. Штабелирование (расштабелирование)
тарных грузов
7. Растаривание грузов + +
8. Погрузка (выгрузка) тарных грузов с
разнообразных транспортных средств, в том
числе транспортеров
9. Перегрузка с транспортера на транспортер с
ориентированием (без ориентации) тары,
контейнеров, кассет, палет, предметов
производства, полуфабрикатов и т.п.
10. Складирование тарных грузов, тары,
контейнеров, кассет, палет и т.п.
11. Изготовление упаковок и тары + +
12. Маркировка и этикетирование
разнообразной тары и продукции
13. Отбор проб сырья, продукции и контроль
параметров химико-технологических процессов
+ +
┬ ┴
┬
-
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
+
┴
156
Окончание табл. 15
1 2 3
14. Технологическая обработка сырья и
+
┬
продукции
15. Инспекция сырья, продукции, а также
+
┬
бракераж тары и тарных грузов
16. Уборка и санитарная обработка
┬
+
производственных помещений
17. Внутризаводское, цеховое перемещение
┴
+
предмета производства, полуфабрикатов,
разнообразной тары, контейнеров, пакетов,
вспомогательных материалов и т.п.
18. Разнообразные ремонтные и
┴ ┴
профилактические работы
19. Анализ условий окружающей
┬ ┴
производственной среды
20. От браковка готовой продукции и
+
┬
потребительской тары
21. Переориентация предмета производства в
+
┴
процессе их термической обработки,
созревания и т.п.
22. Термосварка упаковочных материалов + +
23. Заточка (торцовка) режущего инструмента
┬ ┬
(ножей)
III. Применение совместно нескольких объектов роботизации
1. Только основные химико-технологические
┬ ┴
процессы (операции) (например, пропитка
пирожных сиропом и нанесение декоративного
оформления)
2. Только вспомогательные химико-
┬ ┬
технологические операции (например,
транспортирование заготовок со склада и
загрузка осн овного технологического
оборудования)
3. Совместное применение основных и
┬ ┬
вспомогательных химико-технологических
процессов (операций) (например, выгрузка
изделия из основного технологического
оборудования)
Примечание: ПР, манипуляторы, автооператоры “+”-применяются; “-”- в
настоящее время использовать нецелесообразно; “┴”- находятся на стадии внедрения; “┬”можно применять, но пока не используются
157
Заметим, данные, представленные рис. 17 и табл. 15
обладают некоторым уровнем условности, так как практически с
каждым годом количество ПР используемых в пищевой и
химической промышленности возрастает. Кроме того,
разрабатываются новые технологии с использованием
оригинальных не стандартных процессов и операций, требующих
своевременного учета.
Из них в химической малотоннажной
многоассортиментной промышленностей государствах дальнего
зарубежья в 78 % (0,7 тыс. ед.) применяются роботы. На
предприятиях малотоннажных многоассортиментных
химической промышленности таких как, производство
полимеров, лакокрасочных материалов и продуктов,
медикаментов и химико-фармацевтической продукции,
парфюмерии и косметических изделий, продуктов бытовой
химии, фотографических материалов и некоторых других общее
количество потенциальных объектов роботизации составляет
1,4 тыс. ед. Из них 79 % (1,1 тыс. ед.) являются фактическими
объектами роботизации, где в 82 % (0,9 тыс. ед.) успешно
функционируют ПР на химических предприятиях государств
дальнего зарубежья.
Следует отметить, что по мере совершенствования систем
управления ПР и их средств адаптации, перечень объектов
роботизации как предполагаемых, так и фактических будет
расширяться. При этом за последние 10 лет явно наметилась
тенденция к сокращению разницы между последними, что
обусловлено бурным развитием за эти годы электронной
промышленности, в частности, микропроцессорной и
вычислительной техники.
В заключение заметим, что выбор объекта роботизации
достаточно сложная и многогранная задача, включающая в себя
значительное количество субъективных факторов. Кроме
вышеописанных, последние также обусловлены спецификой
конкретного региона предприятия, цеха, участка, процесса и даже
оборудования. Поэтому все сказанное в данном разделе носит
158
рекомендательный характер, требующий в большей или
меньшей степени корректировки с учетом имеющихся
конкретных субъективных факторов.
Как только объект роботизации выбран, можно приступать
к проектированию робототехнической системы, в частности
роботизированного технологического комплекса (РТК).
4.2.2. Рациональная организация компоновочной схемы
роботизированных технологических комплексов
Роботизированный технологический комплекс (РТК) - это
совокупность функционально взаимосвязанных разнообразных
технических средств включающих ПР, способных успешно
автономно работать в рамках действующего производства. В
общем случае РТК состоит из 6 основных составляющих (систем)
(рис. 18): основного технологического оборудования, ПР,
технических средств оснащения (ориентаторы, накопители,
питатели, устройства загрузки и т.п.), система межоперационного
транспортирования и складирования, система измерения и
контроля, система удаления технологических отходов. Заметим,
что в зависимости от решаемых задач типовая структура РТК
может видоизменяться и в конечном итоге определяется типом
выбранного объекта роботизации. На рис. 19 представлена
классификация компоновочных схем РТК.
В зависимости от того является ли объект роботизации
основной химико-технологической операцией (процессом) или
вспомогательной все компоновочные схемы можно разделить на
две большие группы, соответственно производственные и
манипуляционные РТК. К настоящему времени наибольшее
распространение имеют манипуляционные РТК, выполняющие
вспомогательные химико-технологические операции (переходы).
В зависимости от величины коэффициента обслуживания (К
обс
все манипуляционные РТК целесообразно разделить на две
группы: едино обслуживаемые оборудованием и группой.
)
159
Рис. 18. Структурная схема РТК
об
пр
nКN
Коэффициент обслуживания, соответственно для первой группы
меньше 1, а для второй – больше. Коэффициент обслуживания
представляет собой отношение числа обслуживаемого
оборудования (nоб) к числу ПР (Nпр).
обc
=
.
На рис. 19 представлены характерные компоновочные
схемы РТК единичного обслуживания, которые можно разделить
на три группы.
Первая группа (рис. 20, а) - ПР непосредственно
установлен на технологическом оборудовании. Система
управления оборудования и ПР - общая, как правило на базе
ЭВМ. При этом ПР используются первого поколения
(программные) с элементами адаптации для загрузки (выгрузки)
основного технологического оборудования.
160
1. Характер исполнения
обс
обс
обс
Несколькими
Основные химико-технологические
процессы (операции)
Вспомогательные химико-
технологические процессы
(операции)
Производственные, для
основных технологических
Манипуляционные, для
вспомогательных работ
2. Величина коэффициента
Индивидуальное обсл уживание одним ПР
(К
=1)
обслуживания (К
Групповое
обслуживание
несколькими ПР
(К
<1)
)
обс
Единичное
(единое)
обслуживание
(К
≤1)
Групповое
обслуживание
(К
обс
Одном роботом
роботами
3. Вид компоновочной схемы
Линейная Угловая Круговая Смешанная
>1)
Линейнопараллельная
Рис. 19. Классификация компоновочных схем РТК (см. также с. 161)
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]