34. Автоматизированные и интегрированные технологические комплексы. Компьютеризованные производства cam. Структура и основные характеристики.

С развитием ЭВМ наметился переход от автоматизации отдельных производственных операций к комплексной автоматизации всего производственного цикла — от проектирования, изготовления до контроля качества готовых изделий. Только такая автоматизация на основе внедрения ЭВМ во все сферы производства может дать существенный экономический и социальный эффект.

Основные подразделения современного неавтоматизированного предприятия (цехи, отделы) функционально подчинены администрации предприятия. Отличительная особенность такого предприятия — механизация непосредственно на производстве (в цехе), в остальных подразделениях преобладает ручной труд. Информационное обеспечение таких предприятий включает "бумажную" технологию обработки информации, использующую ручные методы подготовки, обработки, передачи, хранения и поиска информации (рис. 17.21).

Рис .17.21. Обобщенная структурная схема неавтоматизированного предприятия

Внедрение вычислительной техники приводит к появлению автоматизированных систем: в научно-исследовательских отделах — АСНИ, в КБ — САПР, в ОГТ — АСТПП, в цехах — СУГАП, в ОТК — система автоматизированного контроля (САК). Управляет работой всех подразделений автоматизированная система управления предприятием (АСУП) (рис. 17.22).

Рис. 17.22. Схема АСУП

Произошли изменения в технологии обработки информации. Обработка, хранение и поиск информации осуществляются автоматизированно с использованием локальных БД в каждом подразделении. Однако информация из одного подразделения в другое передается как в бумажном виде, так и на машинных носителях. В целом частичная автоматизация не изменяет структуру предприятия, функции его подразделений остаются прежними.

Дальнейшая автоматизация предприятий должна привести к качественному скачку — появлению производств нового типа — интегрированных производственных комплексов (ИПК). Каким путем осуществляется интеграция? Во-первых, путем объединения вычислительных машин предприятия в информационно-вычислительную сеть. В результате информация из любого подразделения может быть оперативно отправлена в любую службу производственного комплекса (рис. 17.23).

Рис. 17.23. Схема информационно-вычислительной сети

Во-вторых, централизацией управления путем унификации и стандартизации структур данных и системы протоколов связи между локальными БД. В-третьих, использованием на рабочих местах персональных ЭВМ, что позволяет осуществлять обработку информации на месте, т. е. децентрализованно.

Таким образом, ИПК на основе ЭВМ автоматизируют научные исследования, проектно-конструкторские работы, технологическая подготовка производства, управление работой технологического оборудования, контроль и управление качеством продукции, а также управление всеми подразделениями предприятия. Структурная схема управления ИПК проведена на рис. 17.24.

Рис. 17.24. Структурная схема управления ИПК

В основе схемы управления лежит модульный принцип, что обеспечивает поэтапный ввод системы на предприятии, начиная с АСНИ, САПР, АСТПП. Основная задача заключается в интегрированной обработке больших объемов данных со значительным числом объектов управления в нестационарных условиях поступления внешних заданий.

Реализация автоматизации производства на уровне ГПС невозможна без одновременного хранения и оперативного анализа больших объемов разнообразной информации. Поэтому базы данных размещают как территориально по службам и отделам предприятия, так и по различным механическим средствам управления.

Рис. 17.25. Архитектура информационного обеспечения АТК

Предметная область (рис. 17.25) представляет собой совокупность технических средств производства (ТСП), снабженных устройствами автоматической регистрации и контроля (АРиК), а также встроенными устройствами реализации управляющих воздействий (РУВ) — микропроцессорами и соответствующими исполнительными механизмами. Все АРиК периодически опрашиваются алгоритмами регистрации (АР) соответствующей ЭВМ первого локального уровня управления. Результаты опроса оперативно помещаются в локальные БД, что обеспечивает актуальность их информационного содержимого в любой момент времени.

Текущее состояние локальной БД образует основу для функционирования алгоритма управления (АУ), который вырабатывает управляющие воздействия. Локальные АУ в свою очередь являются результатом функционирования АУ более старших уровней управления. Управляющие воздействия в контуре управления ГПС вырабатываются посредством специальных алгоритмов принятия решений на основе комплексного анализа информационных моделей технологического процесса (ИМТП) и состояния производства (ИМСП) с учетом нормативной базы данных (НБД) в системе АСТПП.

CAM (англ. Computer-aided manufacturing) — подготовка технологического процесса производства изделий, ориентированная на использование ЭВМ. Под термином понимаются как сам процесс компьютеризированной подготовки производства, так и программно-вычислительные комплексы, используемые инженерами-технологами.

Русским аналогом термина является АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства. Фактически же технологическая подготовка сводится к автоматизации программирования оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ) (2- осевые лазерные станки), (3- и 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ; токарные станки, обрабатывающие центры; автоматы продольного точения и токарно-фрезерной обработки; ювелирная и объёмная гравировка).