9. Организация автоматизированного производства. Организационно-технические особенности создания и эксплуатации робототехнических комплексов и гибких производственных систем.

Комплекс автоматических линий для выполнения в автоматическом режиме совокупности операций (стадий) процесса изготовления изделий и их элементов разрабатывается в строгой зависимости от вида исходных материалов и заготовок, конфигурации, массы, габаритов, технологической сложности изготовляемого изделия.

Наиболее прогрессивным производственным подразделением (звеном) комплексно-механизированного и автоматизированного производства являются линии из промышленных роботов (ПР).

Робототехника — это новая прогрессивная область техники, решающая задачи создания отдельных промышленных роботов и роботизированных объектов и процессов — робототехнических комплексов. Принципиальным отличием робототехники от традиционных средств автоматизации является их широкая универсальность (многофункциональность) и гибкость (мобильность) при переходе без дополнительных затрат на выполнение принципиально новых операций.

Промышленные роботы (ПР) находят применение во всех производственных процессах. Промышленные роботы первого поколения (автоматические манипуляторы) работают по заранее заданной «жесткой» программе. Классификация РТК по типу роботизированного подразделения основывается на количественной характеристике выполняемых комплексом технологических операций. Простейшим типом РТК, который лежит в основе все более крупных роботизированных комплексов, вплоть до целых предприятий, является роботизированная технологическая ячейка (РТЯ), в которой выполняется небольшое количество технологических операций. Более крупным роботизированным комплексом является роботизированный технологический участок (РТУ). Высшей формой развития роботизированного производства является комплексно роботизированный завод.

Промышленные роботы в РТК могут играть различную роль: выполнять основные технологические операции (сборка, сварка, окраска и.т. д.) или вспомогательные—по обслуживанию основного технологического оборудования. Серийность и номенклатура продукции определяются величиной партии, которая может выпускаться без переналадки комплекса, и перечнем выпускаемых видов продукции. Различают РТК с централизованным, децентрализованным и комбинированным управлением.

При проектировании робототехнических комплексов выделяются два этапа. На первом этапе рассматриваются проблемы технико-экономического анализа производства, выбираются объекты роботизации, состав основного технологического оборудования, задачи оперативно-календарного планирования движения деталей и системы рационального автоматизированного управления технологическим процессом и функциональными задачами. На втором осуществляется непосредственное проектирование.

При решении организационно-экономических проблем использования РТК особенно важно обеспечить необходимый уровень надежности, т. е. безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость комплекса.

Гибкое производство — это такое производство, которое позволяет за короткое время и 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.

Основной показатель — степень гибкости — можно определять количеством затрачиваемого времени и необходимых дополнительных расходов при переходе на выпуск новой продукции, а также широтой номенклатуры выпускаемой продукции.

Преимущества гибких производственных систем: повышается мобильность производства, сокращаются сроки освоения новой продукции, повышается производительность труда как при подготовке, так и при промышленном выпуске продукции, сокращается производственный цикл, снижаются затраты на производство.

Гибкий производственный модуль — это единица технологического 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 — это совокупность единицы технологического оборудования, промышленного робота и средств их оснащения, автономно функционирующая и осуществляющая многократные циклы

Существуют ГПС полного технологического цикла, на которых детали или изделия обрабатываются со 100%-ной готовностью для сборки, и ГПС неполного цикла, когда для завершения изготовления детали требуются дополнительные операции на оборудовании вне этой системы.

Эффективность ГПС обеспечивается за счет функционирования системы автоматизированного проектирования, автоматизированной системы технологической подготовки производства, автоматизированной системы оперативного планирования производства и ряда других автоматизированных систем.

На всех этапах разработки ГПС рассматриваются как сложные производственные системы, в состав которых входят взаимосвязанные средства технологического оснащения (оборудование и оснастка), предметов производства (заготовки, полуфабрикаты, готовые детали), обслуживающего персонала и системы управления. Задача проектирования заключается в том, чтобы обеспечить высокие показатели не только каждого элемента, а всей ГПС в целом. Формируется несколько вариантов ГПС, наиболее целесообразных для данных условий производства, но существенно различающихся по номенклатуре выполняемых функций, составу оборудования и уровню автоматизации.

Принятие решения о создании ГПС обосновывается расчетом ее экономической эффективности при условии достижения значительно более высоких технико-экономических показателей, в частности производительности, надежности, снижения себестоимости выпускаемой продукции.