Билет 12. Процесс проектирования автоматических систем. Задачи проектирования на примере ипк и гап. Интегральная автоматизация производства.

Компьютеризация производства в последнее время стала весьма распространенным явлением, и в настоящее время существуют четыре варианта применения компьютерной технологии в производстве:

• Автоматизированное проектирование (CAD): Подразумевает использование компьютеров для проектирования деталей и изделий, что повышает коэффициент полезного действия, так как дает возможность избежать создания прототипов.

• Автоматизированное производство (CAM): Подразумевает использование компьютеров для планирования и контроля производственного процесса. Особенно полезно в том случае, если изделие или детали заказывают часто, так как компьютер может обеспечить лучший контроль за заказом, получением, сборкой и структурой изделий.

• Интегрированное автоматизированное производство (CIM): Подразумевает объединение CAD и CAM, где компьютер, контролирующий производство, получает информацию от проектирующего компьютера и обеспечивает надлежащие установки на станках, когда возникнет необходимость начать производство. Вся деятельность по проектированию, проверке и производству контролируется компьютером. С помощью компьютера разрабатывают схему размещения оборудования и режим его работы, повышая комплексность и гибкость планирования.

• Гибкие производственные системы (FMS): В данном случае роботизированные рабочие блоки, рабочие станции, сборочные линии, робокары или другие формы контролируемых компьютерами транспортных систем по мере надобности перемещают материалы из одной части системы в другую.

................

Производство интегрированное автоматизированное - англ. Computer Integrated Manufacturing, CIM использование информационных технологий для полного цикла производства предприятия, включая все филиалы и подразделения. Интегрирует в себя управление планированием, проектированием, производством, управление качеством, контроль и регулирование технологических процессов..................

Повышение производственной мощности и усложнение связей с поставщиками сырья и потребителями продукции сопровождается резким увеличением объема информации, циркулирующей внутри предприятия и связывающей его с внешним миром. При этом ценность информации становится соизмеримой с основными ресурсами производства - сырьем, энергией и т.п. Низкое качество и скорость переработки информации, а также недостаточно эффективное ее использование ведет к значительным убыткам. Чем больше размеры предприятия, тем дороже обходятся вынужденные простои, тем более важной становится проблема управления ими.

Основным средством устранения перечисленных противоречий является автоматизация производства на основе современных технологических средств автоматизации и информационной технологии. Другими словами, необходимо создать на единой технической, организационной и информационной основе интегрированные производственные комплексы (ИПК), объединяющие под управлением ЭВМ все процессы: от научных исследований до проектирования, выпуска и контроля готовых изделий.

Для понимания задач, которые необходимо решать для реализации на практике принципа интегральной автоматизации, рассмотрим функциональную структуру интегрированной автоматизированной системы управления предприятием (см. рисунок).

Соответствующие подразделения предприятия строятся на базе автоматизированной системы управления предприятием (АСУП), автоматизированной системы научных исследований (АСНИ), автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП), системы автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированной системы управления технологическими процессами (АСУ ТП), автоматизированной системы контроля (АСК).

Комплексирование систем осуществляется на основе информационно-вычислительной сети. Одним из основных мероприятий по интенсификации цикла «исследование-производство» является приоритетное развитие крупных автоматизированных научно-производственных комплексов (АНПК). Главным критерием эффективности АНПК является достижение высшего уровня в создании новых материалов, технологии и техники в области приборостроительных производств.

Современные тенденции развития науки и техники подтверждают, что именно комплексный подход к решению задач автоматизации на базе вычислительной техники является основой интенсификации производства и повышения качества продукции. Так, ведущими промышленными фирмами Японии в 1950 году практически 100% качества продукции получено за счет технического контроля, в 1980 году - только 10% за счет технического контроля, 40% - за счет автоматизации контроля и регулирования технологических процессов и 50% - за счет совершенствования продукции и технологического процесса на стадии проектирования; в 1990 году - соответственно 5, 25 и 70%, в 2000 году - 3,6, 20 и 87%. При этом следует заметить, что отношение «стоимость/производительность ЭВМ», начиная с 1965 года, в каждое последующее десятилетие снижалось примерно на порядок, а емкость оперативной памяти ЭВМ увеличилась более чем на три порядка.

Учитывая динамику роста возможностей ЭВМ, решение задач интегральной автоматизации цикла исследований производства древесных плит осуществимо в ближайшем будущем.

Современные условия производства требуют комплексного подхода к стратегии капиталовложений и в малые предприятия. Важной задачей является создание и развитие экологически чистых, мобильных производственных структур малой мощности. Главным критерием их эффективной работы является обеспечение высоких рентабельности производства и качества. Наиболее целесообразно проектировать производственные системы, которые можно было бы изменять, приспосабливать, расширять, обновлять так, как диктует сложившаяся ситуация.

Основной задачей производственной системы является работа над конкретной партией продукции из конкретных видов сырья и материалов. Система же управления представляет собой динамически изменяемую концептуальную группировку отдельных функций обработки данных и управления.

Применение в таких условиях централизованных и иерархически упорядоченных систем, как бы тщательно они не оптимизировались, вследствие их формализма и свойств сопротивляться любым организационным изменениям неизбежно становится причиной дестабилизации и больших потерь.

Подход, основанный на фрагментации производственных и управляющих систем на мелкие, распределенные, автономно действующие единицы, каждая их которых считается только со своими интересами, - это определенно не тот путь, по которому стоит идти.

Наиболее перспективными структурами систем сегодня представляются кооперативные гетерархии, в которых хотя и нет управляющего органа «высшего уровня», каждый участник строго должен придерживаться общесистемных протоколов и правил.

В обмен на принятые обязанности каждый участник получает равные права: доступ к ресурсам, взаимный доступ друг к другу, независимые режимы работы. Следует отметить необходимость введения взаимных целей для распределенных подсистем. Одна группа целей связана с внутренним поведением подсистемы, другая должна обеспечить свойства кооперации, функционирование и выживание системы в целом.

Средством для достижения этих целей может быть также интегральная автоматизация. При этом появляется новая возможность непрерывной эволюции системы. Это означает, что становится очень трудно или даже невозможно разработать общую архитектуру, которая детерминированным образом определила бы все будущие информационные потоки и все возможные состояния в нормальном и аварийном режиме системы. Поэтому необходимо разработать методы системного проектирования, которые позволяли бы синтезировать приемлемые системы по несовершенным и неполным описаниям...................................

Исходными данными для проектирования гибкого автоматизированного производства (ГАП) или гибкой производственной системы (ГПС) являются:

− сведения о продукции: вид, номенклатура, габариты, требования к точности и качеству изготовления, выпуск в единицу времени по неизменяемым чертежам;

− сведения о технологических процессах изготовления изделий: сведения о заготовках (вид, точность), способах обработки, технологических базах, составе технологических переходов, нормативах времени на выполнение переходов.

.................................

Magdiev_2, c. 7-8 Этапы проектирования ГПС, задачи, решаемые на каждом этапе

БИЛЕТ 13. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ПОНЯТИЕ ГИБКОСТИ.

см. конспект, с. 5

Magdiev_1, c.12. Понятие гибкости, аспекты гибкости.

БИЛЕТ 14. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ.

Ковальчук, с.261

Основные технико-экономические характеристики ГАП:

- производительность живого и фондоотдача овеществленного труда;

- степень гибкости производства;

- продолжительность производственного цикла изготовления изделий;

- потери от брака;

- материалоемкость и энергопотребление производства;

- применение безотходных технологий;

- надежность ГАП;

- живучесть ГАП.

Анализ эффективности ГАП следует выполнять в следующей последовательности:

- анализ затрат и потерь существующего производства;

- анализ затрат и экономии от внедрения ГАП;

- анализ риска и чувствительности технических решений.

На этапе анализа затрат существующего производства определяются показатели, определяющие себестоимость продукции, производительность обработки, степень использования технологического оборудования, уровень запасов материалов и др.

Анализ затрат и экономии от внедрения ГАП основан на оценке как количественных, так и качественных показателей, таких как:

- показателей прямой экономии, имеющих количественный характер;

- показателей косвенной экономии, сочетающих как количественные, так и качественные оценки;

- факторов экономии, имеющих качественный характер.

Основные показатели прямой экономии в ГАП определяются уменьшением затрат на следующие статьи расходов:

- прямую оплату труда;

- обеспечение производства энергией, топливом и др.;

- перемещение материалов, полуфабрикатов, изделий;

- обработку отходов;

- амортизацию помещений и оборудования.

Основные показатели косвенной экономии в ГАП:

- ускорение производственного цикла;

- снижение уровня незавершенного производства;

- снижение уровня складских запасов и затрат на их хранение;

- уменьшение затрат на оплату труда в сфере ремонта, обслуживания и эксплуатации меньшего парка оборудования (хотя они могут и возрасти вследствие усложнения оборудования и повышения квалификации обслуживающего персонала);

- повышение уровня инженерного труда: эффективности обработки информации, проектирования, планирования, организационного управления;

- снижение затрат на реконструкцию и модернизацию производства.

При анализе необходимо выделить качественные факторы экономии, которые наиболее сложны для оценки:

- улучшение качества продукции и повышение ее конкурентоспособности;

- возможность быстрого изменения характеристик производимых изделий;

- улучшение условий труда;

- повышение эффективности связей между предприятиями и степени кооперации на основе высокой дисциплины взаимных поставок;

- снижение затрат в социальной сфере (в результате уменьшения количества работающих).

Анализ риска и чувствительности экономических решений при создании ГАП необходим в связи с отвлечением больших средств, необходимых для внедрения ГПС, на достаточно длительное время. Поэтому анализ риска проводится очень тщательно с помощью систем имитационного моделирования.

БИЛЕТ 15. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ИНТЕГРАЦИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ В ИПК.

Комплексная интеграция основа создания эффективного предприятия

В своей деятельности производственное предприятие оперирует не только терминами исходное сырьё , основные фонды , продукция и т.п. Сегодня на первый план выступает такая категория, как информация . Всякая новация на предприятии должна рассматриваться с точки зрения приобретения нового качества информации. Комплексная интеграция, безусловно, это качество привносит. Она обеспечивает руководство предприятия объективной информацией, что является первой ступенью для строительства эффективного производства.

Помимо этого комплексная интеграция предприятия способствует созданию в рамках предприятия единого банка данных о продукции (с введением паспорта на изделие), технологических процессах, данных вспомогательных производств, снижает степень дублирования информации и обеспечивает стандартизацию всей деятельности предприятия. Вследствие чего снижается уровень затрат производства, повышается качество продукции, появляется возможность оперативной смены номенклатуры продукции. Кроме того, достигнутая стандартизация обеспечивает возможность оперативного внедрения на предприятии всех современных технологических достижений.

Актуальность работ по комплексной интеграции обусловлена следующим набором объективных факторов:

• решить задачу повышения эффективности производства возможно только на основе объективной картины технических и технологических параметров;

• существующие информационные и организационные барьеры между управленческими и технологическими уровнями предприятия приводят к блокированию важной для анализа деятельности предприятия информации, а также резко снижают оперативность принятия управленческих решений;

• рынок средств и систем автоматизации уже сегодня предлагает все необходимые компоненты для осуществления комплексной интеграции.

Интеграция систем автоматизации должна идти в двух направлениях: горизонтальном и вертикальном.

Горизонтальная интеграция это объединение между собой всех автономных систем автоматизации технологических и производственных процессов, а также административных отделений цехового уровня в единую информационную сеть, обеспечивающей необходимый обмен данными в реальном масштабе времени между всеми подразделениями основного и вспомогательного производства. В том числе это и система учета, организованная на каждом этапе производственного процесса от поставки исходного сырья до склада готовой продукции.

Вертикальная интеграция это интеграция систем управления предприятием (АСУП, ERP) и систем управления технологическими процессами (АСУТП) с целью обеспечения максимальной эффективности всех систем автоматизации. Вертикальная интеграция основывается на организации потоков информации от нижнего уровня (датчиков и контроллеров технологического оборудования) во внутренние и внешние компьютерные сети предприятия и через них в административные системы управления. Данная задача решается на основе объединения промышленных и административных сетей. Основная цель вертикальной интеграции устранение препятствий на пути информационных потоков между уровнями АСУП и АСУТП с целью оперативного обмена данными.

БИЛЕТ 16. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИПК.

см. конспект, с.6

БИЛЕТ 17. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. МОДУЛЬНЫЙ ПОДХОД.

см. конспект, с.5

БИЛЕТ 18. ПРОЦЕСС ПРОЕКТИРОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД.

см. конспект, с.8

Системный подход позволяет найти оптимальное, в широком смысле, решение задачи проектирования за счет всестороннего, целостного рассмотрения как проектируемого изделия, так и самого процесса проектирования, и способен привести к подлинно творческим новаторским решениям, включая крупные изобретения и научные открытия.

Главным средством автоматизации проектирования являются ЭВМ и управляемые ими другие технические средства, которые создают необходимую основу для полной реализации потенциальных возможностей системного подхода.

Системный подход получает все большее распространение при проектировании и управлении. Сущность системного подхода состоит в том, что объект проектирования или управления рассматривается как система, т. е. как единство взаимосвязанных элементов, которые образуют единое целое и действуют в интересах реализации единой цели. Системный подход требует рассматривать каждый элемент системы во взаимосвязи и взаимозависимости с другими элементами, вскрывать закономерности, присущие данной конкретной системе, выявлять оптимальный режим ее функционирования. Системный подход проявляется прежде всего в попытке создать целостную картину исследуемого или управляемого объекта. Исследование или описание отдельных элементов при этом не является самодовлеющим, а производится с учетом роли и места элемента во всей системе.

Методическим средством реализации системного подхода к исследованию, проектированию или управлению сложным процессом служит системный анализ, под которым понимается совокупность приемов и методов исследования объектов (процессов) посредством представления их в виде систем и их последующего анализа.

Билет 19. Задачи системного проектирования ИПК и ГАП. Укрупненная схема проектирования ИПК.

Конспект стр. 6-7

Билет 20. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Технологическое проектирование.

Конспект стр. 8

Ps. Системный подход - это методология рассмотрения разного рода комплексов позволяющая глубже и лучше осмыслить их сущность (структуру, организацию и другие особенности) и найти оптимальные пути и методы воздействия на развитие таких комплексов и систему управления ими. Системный подход позволяет на стадии проектирования оптимизировать состав оборудования, избавиться от избыточности оборудования.

Системный подход является необходимым условием использования математических методов, однако его значение выходит за эти рамки, это всеобъемлющий комплексный подход. Он предполагает всесторонний учет специфических характеристик соответствующего объекта, определяющих его структуру, и, следовательно, и организацию.

В проектировании производственных систем выделяют три этапа:

-выявление и определение проблемы;

-построение модели;

-сбор и использование данных, которые позволят совершенствовать проект системы.

Системный подход предполагает тесную увязку целей с программами, планами их реализацией. При этом решается главный вопрос о распределении и использующий ресурсов, что находит свое выражение в бюджете и финансовой отчетности и обеспечивает информацию, необходимую для рационального планирования производства.

Системный подход неразрывно связан с развитием таких дисциплин, как киберлогика, системный анализ, исследования операций, теория решений.

Применительно к управлению в современных условиях получили развитие методы системного анализа исследования операций, синтетические методы внутрифирменного управления, к которым относятся: управление по целям, производственное управление, методы развития организации (изменение структуры, систем, процедур и поведения фирмы).

Билет 21. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Выбор информационного и управляющего оборудования.

Конспект стр. 8 и возможно 9.

Билет 22. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Определение экономически эффективных решений.

Конспект стр. 9. Только название есть и все.

Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов и др. - Основы автоматизации машиностроительного производства 1999.pdf

[23:22:14] Новиков Артём: Стр 261

+

+ к 22 Капустин стр 90

[23:28:04] Новиков Артём: Там же, в автомэйшене

Проектирование производственных комплексов ставит своей задачей достижение производства заданного объема качественной продукции при минимальной себестоимости ее единицы. При этом нормативы удельных

капиталовложений могут быть превышены при условии экономической целесообразности дополнительных затрат (например, при одновременном снижении себестоимости выпускаемой продукции).

Билет 23. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Схема проектирования ГАП.

Конспект стр. 10-11

Билет 24. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Алгоритм системотехнического синтеза ИПК.

Конспект стр. 11-12.

Билет 25. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Разработка технологической структуры производства.

Конспект стр. 13.

Билет 26. Системный подход при проектировании ИПК и ГАП. Разработка организационной структуры производства.

Конспект стр. 12. Маловато.

[23:35:12] Leony: Основные правила разработки организационной структуры фирмы можно представить следующим образом: каждая функция, реализуемая фирмой, должна быть закреплена за конкретной службой; недопустимо закрепление одной функции за несколькими службами; иерархия служб не должна подчинять одному субъекту управления более шести-семи объектов. Но основное в правильно организованной структуре - это контроль: необходимо контролировать финансовые потоки, которые должны однозначно совпадать с отчетностью по материальным потокам. то есть, необходима интегрированная система, когда из локальных блоков возникает взаимосвязанная картина. И организационная структура в определенном смысле должна подчиняться финансовой. Появление в группах ЦФУ позволяет переходить от административных к финансовым методам управления, когда эффективность подразделения определяется не качеством выполнения закрепленных за ними функций, а финансовыми результатами.

В процессе разработки организационной структуры управления предприятия с учетом межотраслевых и отраслевых типовых решений изучаются штатные расписания, наименование и состав должностей и подразделений, а также их взаимосвязи. Типовые решения по каждому блоку определяют перечень основных задач, функций управления, условия формирования подразделений и введения должностей работников, схему функциональных взаимосвязей.

Организационно-экономическое обеспечение предусматривает разработку организационной структуры и системы управления, включение соответствующих подразделений в оргструктуру, а должностей - в штатное расписание предприятия, организацию труда работников, разделение труда в сфере производства работ и управления, организацию стимулирования.В задачи управления входит разработка организационной структуры складов, установление их подчиненности и четкое разграничение функций между отдельными подразделениями складского хозяйства.