Производственный процесс автоматизированного производства

Вентиляция, кондиционирование, отопление

Written by:

Производственный процесс – совокупность мероприятий (отдельных процессов), в результате которых из исходных материалов получают готовое изделие (машину). При этом объект производства претерпевает количественные и качественные изменения. В производственный процесс машиностроительного производства входят такие этапы как: получение заготовки; хранение материалов, заготовок и готовых изделий на складах; транспортирование заготовок, полуфабрикатов, готовых изделий; все виды обработки заготовок с целью получения готовых деталей; сборка деталей в изделие; контроль качества объектов производства на всех этапах; испытания и отладка изделий и т.д.

Технологический процесс – основная часть производственного процесса непосредственно связанная с качественным изменением объекта производства – изменением его формы, размеров, параметров качества, точности, физико-механических и других свойств. Как правило, в него входят такие процессы как изготовление заготовок из материалов и полуфабрикатов, механическая, термическая и любая другая обработка заготовок с целью получения готовых деталей; сборка изделий.

Производственный процесс можно характеризовать большим количеством технико-экономических характеристик. В числе самых важных характеристик можно выделить: вид и количество производимой продукции, качество, производительность, гибкость, степень автоматизации, эффективность производственного процесса.

Вид продукции характеризуется ее назначением, конструкцией, техническими характеристиками, показателями качества. Количество выпускаемой продукции определяется объемом ее выпуска в год и серией – количеством изделий, выпускаемых по неизменным чертежам. Выпуск продукции заданного качества в требуемом количестве является основной целью производственного процесса. В машиностроении качество производственного процесса характеризуется обеспечиваемой точностью размеров изделий, получаемых в результате обработки и сборки, точностью расположения поверхностей, шероховатостью, точностью обеспечения требуемых свойств материалов, из которых изготовлено изделие.

Производительность производственного процесса определяется числом изделий, выпускаемых в единицу времени или в течение определенного периода времени при условии полной загрузки оборудования.

Производительность производственного процесса должна быть достаточной для того, чтобы обеспечить плановый объем выпуска продукции.

Степень автоматизации производственных процессов оценивается отношением времени автоматической работы к рассматриваемому периоду времени.

Гибкость производственного процесса или оборудования – это их способность к переналадке, адаптации к изменяющимся требованиям или условиям производства (например, к смене объекта производства). Гибкость производства отражает возможность быстрого внесения коррекций в производственный процесс, например, в связи с изменением конструкции изделия, каких-либо отдельных требований, сроков изготовления, материала или его свойств, а также в связи с поломкой оборудования или системы управления.

Эффективность конкретного производственного процесса отражает степень уменьшения затрат на производство изделия относительно некоторого среднего уровня, зависящего от уровня развития производительных сил общества. Повышение эффективности производства достигается минимизацией приведенных затрат. Эффективность производства является результирующим показателем, зависящим и от уровня производительности, гибкости, степени автоматизации производственного процесса.

При заданном виде и количестве производимой продукции минимизация приведенных затрат влечет за собой установление оптимальных, наиболее выгодных показателей гибкости и степени автоматизации, всякое изменение которых снижает эффективность производства. Следовательно, при проектировании нового производства или реконструкции действующего уровень гибкости и степень автоматизации должны определяться технико-экономическим расчетом, быть по возможности оптимальными исходя из критерия минимума приведенных затрат.

Таким образом, указанные показатели производственного процесса взаимосвязаны.

Автоматизация массового производства связана в основном с автоматизацией предметных потоков (движением деталей, заготовок готовых изделий, оснастки и др.) и в меньшей степени с автоматизацией информационных потоков. Нельзя, однако, считать, что массовому производству гибкость вовсе не нужна. В современных условиях все чаще происходит смена изделий производства в связи с развитием научно-технического прогресса, появлением более совершенных машин, когда эксплуатация устаревшей морально, но еще вполне работоспособной техники оказывается экономически менее выгодной. Поэтому выпускать в течение многих (5-10) лет машины одних и тех же конструкций становится не рациональным. С другой стороны, во многих случаях дешевле изготовлять в массовых количествах какие-либо широкоуниверсальные изделия, а затем с малыми затратами приспосабливать их к конкретным условиям работы. При одной и той же конструкции одна машина настраивается на выполнение одной постоянной работы, другая — другой. Такой подход оказывается в ряде случаев более эффективным, чем в случае изготовления различного по конструкции специального оборудования, но в значительно меньших количествах.

Себестоимость изготовления изделий в массовом производстве всегда меньше, чем в серийном и, тем более, в единичном. Поэтому всегда стремятся ограничить число одинаковых по назначению машин путем их унификации, стандартизации, благодаря блочно-модульной конструкции для того, чтобы, сократив номенклатуру, увеличить объем выпуска остальных изделий. Однако с развитием техники появляются новые виды машин, что заставляет искать пути автоматизации и часто переналаживаемого гибкого производства.

В гибком серийном производстве изготовляют различные детали, каждая из которых требует своего технологического процесса (маршрут, режим и т.п.). Оборудование должно периодически переналаживаться, для чего необходима каждый раз новая технологическая информация. Маршрут может выбираться непосредственно в ходе процесса производства с учетом занятости станков, на которых можно осуществлять обработку данной заготовки. Гибкость достигается в этом случае многовариантностью осуществления процесса. Выбор конкретного варианта в конкретных условиях требует наличия соответствующей информации, ее постоянного анализа.

Учитывая вышеизложенное производственный и технологический процессы можно характеризовать наличием целенаправленных потоков энергии предметов (исходных материалов, заготовок, деталей, сборочных единиц, вспомогательных материалов, режущих инструментов, приспособлений, технологической оснастки, отходов производства) и информации. Заготовки перемещаются в соответствии с предписанным технологическим маршрутом, образуя потоки.

Для изготовления деталей необходим инструмент, который должен быть собран, настроен на требуемый размер или измерен и в нужный момент доставлен на определенный станок. После выработки инструментом определенного периода стойкости режущий инструмент должен быть снят со станка и отправлен в отделение повторной заточки, где инструмент разбирают, повторно затачивают, снова собирают и отправляют на склад.

В производственном процессе, таким образом, заготовки, изделия, инструменты, приспособления, вспомогательные материалы, отходы производства периодически перемещаются каждый по своему маршруту через технологическое оборудование, транспортные устройства, склады и накопители, через различные производственные участки и отделения.

Для организации и управления предметными потоками в производстве необходима различная информация о следующем: наличии необходимых заготовок и материалов, начале и окончании обработки конкретной заготовки на конкретном станке, достигаемой точности размеров, запасе стойкости режущих инструментов и расходовании этих запасов, необходимой последовательности обработки, режимах обработки, траектории движения режущего инструмента и многих других параметрах производственного процесса. Информация может быть представлена в различных видах и отображена на различных носителях. Информация о детали, подлежащей изготовлению, обычно представляется в виде чертежа. Технологическая информация представляется в виде текстовых документов и технологических эскизов. Чертежи, эскизы, текстовые документы предназначены для рабочих и не могут быть использованы непосредственно в автоматическом производстве. Для станка или робота та же информация должна быть представлена, например, на магнитных носителях.

Помимо разработанной заранее информации необходима еще текущая информация о ходе процесса: получаемых размерах детали, износе инструментов, работоспособности станков, числе заготовок на складе, расположении транспортных тележек на участке в данный момент времени и пр. Текущая информация о состоянии процесса собирается с помощью различных измерительных средств и датчиков. Не располагая необходимой информацией, невозможно управлять процессом.

В неавтоматизированном производстве многие информационные процессы оказываются скрытыми, неявными, поскольку они осуществляются людьми, которые могут дополнять недостающую информацию благодаря своим знаниям и опыту. Так, например, в серийном производстве технологические процессы изготовления простых деталей подробно не разрабатывают. Квалифицированный рабочий может сам изготовить на станке деталь, пользуясь только чертежом. При автоматизации производства с использованием станка с ЧПУ необходимо не только подробно указать все параметры обработки, включая режимы резания, траекторию перемещения инструментов и т.п., но и представить эту информацию в виде программы, пригодной для ввода в конкретную систему ЧПУ станка.

При автоматизации производства количество необходимой для производственного процесса информации резко возрастает. Особенно это касается ГПС с автоматической переналадкой станков на изготовление требуемого изделия.

Автоматизация производства заключается в автоматизации энергетических, предметных и информационных потоков. Автоматизация энергетических и предметных потоков осуществляется с применением автоматических транспортных систем, автоматических складов и накопителей, устройств автоматической загрузки и выгрузки станков, автоматического технологического оборудования с автоматическими приводами главных и вспомогательных движений: станков, промышленных роботов, сборочных и других машин. Автоматизация информационных потоков осуществляется установкой различных автоматических измерительных средств: устройств активного контроля размеров и свойств деталей, контактных головок, координатно-измерительных машин, устройств отсчета перемещений, путевых выключателей и различных других датчиков, необходимых для получения нужной информации. Для автоматической передачи информации используют различные каналы связи: проводные, оптические, индуктивные, акустические, электромагнитные. Информацию можно передавать и механическим путем на различных носителях: перфолентах, перфокартах, магнитных дисках, штриховых кодовых этикетках и др. Для автоматического преобразования и использования информации применяют ЭВМ, устройства ЧПУ, программируемые контроллеры, различные устройства ввода и вывода информации и другие средства.

Comments are closed.