Вопрос №4. Сущность, виды и структура гибких производственных систем

 

Несмотря на постоянный рост уровня своей эффективности, традиционные средства автоматизации производства в большей степени ориентированы на условия крупносерийного и массового производства. Необходимость же повышения эффективности мелкосерийного производства требует использования специализированных средств автоматизации, в качестве которых выступают гибкие производственные системы (ГПС).

ГПС представляют собой разновидность комплексно автоматизированного производства, построенного по блочно-модульному принципу и обеспечивающего возможность с минимальными затратами менять режимы своей работы и номенклатуру производимой продукции.

Основными принципами работы ГПС являются:

1. блочно-модульная форма построения;

2. использование групповых технологических процессов;

3. комплексная автоматизация всех основных и вспомогательных операций.

ГПС отличаются от традиционных автоматических линий возможностью выпуска мелких партий изделий постоянно изменяющейся номенклатуры. Вместе с тем, ГПС сохраняют основные преимущества комплексно автоматизированного производства, в частности, обеспечивают существенный рост производительности труда и отдачи оборудования, непрерывность производственного процесса и стабильность качества изготавливаемых изделий.

Основным параметром, по которому проводится подбор ГПС для конкретного производства, является степень гибкости, которая оценивается средними затратами времени или средней стоимостью изменения режимов работы технологического оборудования. Гибкость ГПС является многокритериальным параметром и имеет следующие основные формы:

1. гибкость по номенклатуре продукции – способность быстро и экономично переходить на выпуск изделий новой номенклатуры;

2. гибкость по объему выпуска – способность экономично изготавливать партии изделий меняющегося объема;

3. машинная гибкость – возможность быстрой замены технологического оборудования или вспомогательных устройств внутри отдельных производственных модулей;

4. структурная гибкость – возможность быстрой и экономичной перекомпоновки производственных модулей при необходимости изменения производственного процесса;

5. технологическая гибкость – способность реализовывать различные варианты технологического процесса на одном и том же оборудовании.

Выделенные виды гибкости в некоторых случаях могут противоречить друг другу, в связи с чем, выбор оптимального варианта ГПС должен учитывать индивидуальные особенности конкретного производства.

Структурно ГПС состоит из двух частей: производственно-технологической и информационно-управляющей.

Производственно-технологическая часть ГПС предназна­чена для выполнения всех основных и вспомогательных тех­нологических операций над элементами материального потока. В свою очередь, она состоит из набора гибких производственных модулей и системы обеспечения.

Гибкие производственные модули представляют собой набор нескольких универсальных единиц оборудования, оснащенных устройствами ЧПУ и объединенных между собой автоматизированными транспортно-накопительными устройствами (промышленными роботами) и единой системой контрольно-измерительных устройств.

В зависимости от размера ГПС и характера выполняемых ею функций, гибкие производственные модули интегрируются между собой, формируя такие разновидности гибкого производства как:

· гибкая автоматизированная линия;

· гибкий автоматизированный участок;

· гибкий автоматизированный цех;

· гибкое автоматизированное предприятие.

Система обеспечения предназначена для синхронизации работы отдельных производственных модулей и выполнения всех необходимых вспомогательных операций. В большинстве случаев в структуру системы обеспечения ГПС входят:

1. автоматизированная система складирования и транспортировки полуфабрикатов;

2. автоматизированная система инструментального обеспечения (отслеживает износ при поломке инструмента и проводит его автоматическую замену);

3. автоматизированная система контроля качества (отслеживает параметры работы оборудования и изготовления изделий, сигнализирует персоналу о необходимости переналадки);

4. автоматизированная система удаления отходов производства.

Информационно-управляющая часть ГПС представлена иерархией АСУ и поддерживающих их ЭВМ, регламентирующих работу отдельных производственных модулей, их комплексов и элементов системы обеспечения (см. рис. 8.4.2).

На практике, автоматизированные системы управления ГПС интегрируются с автоматизированными системами подготовки производства, в частности, с системой автоматизированного проектирования (САПР) и системой автоматизированной технологической подготовки производства (АСТПП). Формируемая в результате этого комплексная система автоматизированного управления производством охватывает все основные стадии разработки и изготовления продукции и обеспечивает взаимосвязь таких стадий.

 

 

Рис. 8.4.2. Типовая структурная схема информационно-управляющей части ГПС