Курсовая работа: Совершенствование процесса раскроя заготовок

Содержание

Введение 3

Глава 1. Теоретические основы автоматизации жизненного цикла продукции в машиностроении 6

Глава 2. Анализ процесса раскроя заготовок: традиционная и Автоматизированная технологии 11

Глава 3. Разработка и обоснование новой схемы раскроя заготовок с применением автоматизации 16

Заключение 26

Список использованной литературы 28

Введение

В условиях стремительного развития промышленности и перехода к цифровым форматам производства возрастает значимость повышения эффективности всех этапов жизненного цикла продукции. Особое внимание уделяется заготовительным процессам, в частности, этапу раскроя металлических листов и плит. Этот процесс напрямую влияет на себестоимость продукции, ресурсосбережение и технологическую точность. Несмотря на наличие современных высокоточных станков, на многих предприятиях по- прежнему применяются устаревшие методы фрезерной обработки , отличающиеся высоким уровнем отходов и неэффективным использованием материала. В то же время гидроабразивная резка и программное моделирование позволяют перейти к более точному размещению заготовок, оптимизируя использование ресурсов.

По данным Министерства промышленности и торговли РФ, нерациональное размещение заготовок при традиционных способах обработки приводит к потерям материала до 30%. В исследованиях Кондратьева В.М. и Власова Л.В. подчёркивается, что автоматизация операций в рамках жизненного цикла продукции даёт устойчивый эффект за счёт снижения затрат и роста производительности [1]. В отчётах Национального центра цифровых технологий представлены доказательства того, что внедрение автоматизированных раскроечных комплексов позволяет увеличить коэффициент использования металла в среднем на 20–25%. Всё это подтверждает актуальность перехода от ручного или полуавтоматического раскроя к полностью цифровому управлению этим этапом [10].

Объектом настоящего исследования является процесс раскроя заготовок в условиях машиностроительного производства. Предметом выступает автоматизация управления размещением заготовок на этапе подготовки производства в рамках жизненного цикла продукции. Целью исследования

является обоснование актуальности автоматизации этапа раскроя как части

общей системы цифрового управления производственным циклом, а также разработка усовершенствованной схемы размещения заготовок, позволяющей сократить количество отходов и повысить эффективность использования материала. Гипотеза заключается в предположении, что применение программного моделирования для проектирования схем раскроя позволяет значительно снизить уровень отходов металла и повысить коэффициент его использования, обеспечивая тем самым экономический эффект.

Для достижения цели необходимо рассмотреть действующую технологию раскроя, выявить её недостатки, обосновать преимущества автоматизации, смоделировать улучшенную схему раскроя в программной среде и провести сравнительный экономический анализ. В качестве методов исследования применяются как теоретические, так и эмпирические и математические подходы. Теоретическая часть включает анализ существующих научных концепций, системный подход к управлению производством и сравнительно-аналитическое изучение практик раскроя. Эмпирическая часть опирается на наблюдение производственного процесса, фиксацию параметров отходов, а также анализ схем размещения. Для математической части используются экономические расчёты, моделирование с помощью программных средств (например, Эльма или Visio), а также графическая интерпретация данных.

Теоретическую основу исследования составляют труды отечественных специалистов в области машиностроения, в том числе Кондратьева В.М., Власова Л.В., Глушкова А.В., а также публикации в профильных изданиях, таких как «Технологии машиностроения» и «Управление производственными системами» [1; 2; 3], подчёркивают актуальность автоматизации процессов. Особое внимание уделяется нормативным и методическим документам, регламентирующим проектирование, цифровизацию и стандартизацию в машиностроении, в частности ГОСТ 3.1103-2011 и руководящим документам по цифровому управлению жизненным циклом [4; 5].