Лекция № 1 гибкие производственные системы

Одним из основных достоинств ПР является их высокий уровень гибкости. Для того, чтобы в полной мере использовать данное преимущество роботов, все элементы РТК (оборудование, устройства, механизмы и т.п.) должны обладать значительным уровнем гибкости. Что же такое «гибкость»?

Понятие «гибкость» и ее количественная и качественная оценка

Понятие «гибкость» многообразно, сложно и имеет различные аспекты [171, 172, 180, 182, 184,]. Под гибкостью понимается – способность производственной системы адаптироваться к изменению условий функционирования с минимальными затратами и без потерь или с незначительной потерей производительности [37]. В зависимости от уровня организационной структуры производства различны и виды гибких подсистем, которые делятся на три группы:

1 группа (верхний уровень) [37, 122]

• конструктивная гибкость – характеризует возможности поэтапного (модульного) создания системы, с последующим наращиванием, а также возможность объединения нескольких систем в единый комплекс;

• номенклатурная гибкость – отражает способность производственной системы к обновлению продукции и характеризуется сроками и стоимостью подготовки производства нового наименования изделия;

• технологическая гибкость – отражает способность системы использовать различные варианты технологического процесса для компенсации всевозможных отклонений от запланированного графика производства.

2 группа (средний уровень) [37, 122, 161]

• машинная гибкость (или переналаживаемость) – отражает длительность и стоимость перехода оборудования на изготовление очередного наименования изделий в рамках закрепленной за ГПС номенклатуры[43];

• организационная гибкость (или универсальность):

• стратегическая – характеризует всю номенклатуру изготовляемых изделий и зависит в первую очередь от возможностей основного и вспомогательного оборудования;

• тактическая – характеризует партионность и порционность (периодичность) конкретной номенклатуры изготовляемых изделий, т.е. обуславливает частоту переналадок;

• оперативная – отражает выбор последовательности чередования заданных партий изготовляемых изделий.

3 группа (нижний уровень)

• операционная гибкость – отражающая возможность изменения режимов изготовления (обработки) изделия и операционных циклов;

• инструментальная гибкость – отражает возможность замены инструмента и технологической оснастки.

Наиболее сложным, с точки зрения автоматизации, является организация машинной и организационной гибкости, т.е. фактически переналаживаемость и универсальность [67, 68, 79]. Для количественной оценки последних можно воспользоваться выражением [119]

, (6.1)

где - коэффициент гибкости;

- время изготовления изделияj наименование;

- время переналадки при переходе с i на j изделие;

n - количество наименований различных номенклатурных изделий, выпускаемых ГПС.

Как видно из выражения, коэффициент гибкости может изменяться в пределах от «0» до «1». Чем выше коэффициент гибкости, тем выше уровень гибкости технологического оборудования.

Наряду с количественной оценкой уровня гибкости, необходима и качественная его оценка. Для этого можно воспользоваться следующей таблицей:

N п/п	Уровень переналадки	Код	Величина коэффициента гибкости	Содержание операции переналадки
1	2	3	4	5
1	Непереналаживаемые	Н.П.	Гij≈0 0< Гij≤0,1	Для перехода на другой вид изделия необходимо заменить оборудование
2	Незначительно переналаживаемые	Нз.П.	0,1< Гij≤0,2	Существует возможность перехода на другой типоразмер изделия, в малом диапазоне за счет замены основных конструктивных элементов оборудования
3	Трудно переналаживаемые	Тр.П.	0,2< Гij≤0,4	Процесс переналадки возможен за счет замены незначительных элементов оборудования с последующей их наладкой
4	Частично переналаживаемые	Ч.П.	0,4< Гij≤0,6	Переналадка возможна для однотипных изделий за счет регулировки в рамках номенклатуры ГПС, свыше номенклатуры - процесс переналадки связан с заменой основных элементов конструкций
5	Способны к переналадке	С.П.	0,6< Гij≤0,8	Переналадка возможна для однотипных изделий за счет регулировки в рамках номенклатуры ГПС, свыше номенклатуры – за счет замены незначительных элементов конструкции
6	Переналаживаемые	П.	0,8< Гij≤0,9	Процесс переналадки связан с ручной регулировкой функциональных параметров оборудования
7	Автоматически переналаживаемые	А.П.	0,9< Гij≤1,0	Процесс переналадки связан с автоматической регулировкой функциональных параметров оборудования

ПР обладают коэффициентом гибкости, лежащим в диапазоне от 0,55 до 0,99, человеческая рука – =1. Заметим, что в первую очередь, оказывает влияние на уровень гибкости () ПР следующие его системы (элементы, составляющие):

• вид захватного устройства (чем выше уровень гибкости ЗУ, тем выше коэффициент гибкости ПР);

• вид системы управления (самый низкий уровень гибкости у циклового типа управления ПР, самый высокий – у комбинированного);

• метод программирования (самый низкий уровень – аналитическое программирование, самый высокий – самообучение);

• модульный тип конструкции – значительно повышает уровень гибкости ПР, и ряд других.

Уровень гибкости в целом РТК оценивается по элементу (оборудованию, устройству, механизму и т.д.) его структурной компоновки, обладающего наименьшим уровнем гибкости. Поэтому целесообразно рассмотреть загрузочно-ориентирующие устройства по уровню гибкости.

Уровень гибкости РТК в целом оценивается на наименее гибкому элементу (оборудованию, устройству, механизму) его структурной компоновки, представлены области рационального использования ГПС.

Рис. 6.1 Область рационального использования оборудования по уровню гибкости

1 – специальное автоматизированное производство (до двух деталей с годовым выпуском свыше 8-10 тыс.);

2 – специальное производство (от 1 до 10 деталей с годовым выпуском от 1,5 до 5 тыс.);

3 – многономенклатурное производство (от 6 до 100 деталей, годовой выпуск от 5 до 2000 тыс.);

4 – широкономенклатурное производство (от 10 до 800 деталей, годо вой выпуск от 20 до 500);

5 – единичное или опытно экспериментальное производство (от 200 деталей и выше, годовой выпуск от 1 до 25).

ЛЕКЦИЯ №2