лекция Додонов част 2

Введение

Современное машиностроительное и приборостроительное производство всё в большей мере становится объектом интенсивного и многостороннего использования новейших достижений в области науки, технологии, экономики, менеджмента, вычислительной техники и других научных и прикладных дисциплин. Помимо технологических процессов в производстве все в большей степени реализуются информационные технологии, которые придают новое качество процессу производства, традиционным и специальным технологическим процессом. Автоматизированное оборудование, используемое в машиностроении и приборостроении немыслимо без использования вычислительной техники, компьютеров, контроллеров на I стадии проектирования нового автоматического и автоматизированного оборудования, так и на стадии его эксплуатации, диагностики, ремонта. Автоматическое и автоматизированное оборудование механосборочного производства представляет неразрывное единство высокоавтоматизированных технологических машин и многоуровневых компьютерных систем управления, используемых для управления оборудованием с числовым программным управлением, контроля параметров обработки, измерения деталей, счета и кодирования, диспетчирования, расчета экономической эффективности, финансового мониторинга и многих других функций.

Одной из проблем развития машиностроения в промышленно развитых странах является дефицит трудовых ресурсов, обусловленный демографическими факторами, перераспределением трудовых ресурсов между производственной и непроизводственной сферами, непопулярность ручного труда, сравнительно низкая престижность работы оператора станочного оборудования, неблагоприятные условия труд, сравнительно низкая заработная плата, и т. д.

Важной задачей в современном машиностроении является быстрая и оперативная перестройка на выпуск новой продукции в соответствии с меняющимися запросами рынка, а также наличие жесткой конкуренции между производителями продукции, стремление максимально снизить издержки на заработную плату, оборудование, его эксплуатацию, подготовку производства и другие расходы.

Средством решения этих социальных и других противоречий является
автоматизация и механизация производства, то есть создание
автоматизированных станочных и других систем, позволяющих осуществлять процессы обслуживания автоматизированных технологических машин без непосредственного участия операторов, либо с ограниченным участием с большой долей высококвалифицированного интеллектуального труда.

Задачи комплексной автоматизации в на основе традиционных прочностных, кинематических и технологических расчетов, но и в основном, главным образом, на базе критериев производительности, надежности, гибкости, интегрированности в современные бизнес-процессы, экономической эффективности и других критериев.

В связи с этим научными направлениями комплексной автоматизации
являются:

- теория разработки и реализации технологических процессов;

- теория анализа технологических операций и автоматизированного
оборудования;

- теория расчета и проектирования систем автоматического управления и
регулирования;

- оптимальное проектирование, многопараметрический синтез
структурно-компоновочных вариантов автоматизированных станочных систем.

- разработка целевых механизмов, технологической оснастки,
приспособлений, нестандартного инструмента.

- научные основы эффективной эксплуатации, диагностики и ремонта
автоматизированного оборудования.

Специалисты в области автоматизации машиностроительного производства должны знать технологические основы проектирования автоматизированного оборудования, научные основы автоматизации производственных процессов, возможности и специфику использования средств вычислительной техники для проектирования, управления, эксплуатации, анализа результатов функционирования автоматизированного производства.

Автоматизация производственных процессов есть совокупность
технических и организационных мероприятий по разработке
технологических процессов, созданию и внедрению высокопроизводительных автоматически действующих управляемых
технологических машин, обеспечивающих непрерывный рост производительности труда в условиях быстрой смены объектов производства
и их модернизации и совершенствования.

Одна из основных закономерностей развития техники на современном
этапе заключается в том, что автоматизация проникает во все отрасли
техники, во все звенья производственного процесса, вызывая в них
качественные изменения, раскрывая возможности роста производительности
труда, повышения качества и увеличения выпуска продукции, облегчения
условий труда.

Автоматизация производственных процессов является основным
средством технического прогресса, без которого невозможны высокие темпы
роста производительности труда, конкурентоспособности продукции.

Современное машиностроительное предприятие представляет собой
сложный комплекс, который должен обеспечивать бесперебойное
функционирование всех элементов производственного процесса.

Производственный процесс в машиностроении состоит из трех
основных фаз: заготовительной, обрабатывающей и сборочной.

Основной объем обработки выполняется в механических цехах, где
заготовки, проходя механическую обработку, приобретают необходимую

конфигурацию, точность и чистоту. Процессы механической обработки,
начиная от черновых, обдирочных операций и кончая чистовыми,
окончательными, очень многообразны и могут выполняться последовательно
на соответствующем автоматизированном оборудовании. Между отдельными
операциями механической обработки производится термообработка либо в
специальных термических печах, либо на участках термической обработки
соответствующих механических цехов. В сборочных цехах готовые детали
собирают в механизмы и узлы; они проходят контроль, общую сборку,
окончательный контроль, испытания, упаковку, консервацию и т.д. заготовки
основных деталей производят в заготовительных цехах: литейном, кузнечном
и т.д.

Металл в кузнечно-штамповочные цеха поступает либо
непосредственно с железнодорожных складов, либо из заготовительного
цеха, где происходит раскрой листов, разрезка или рубка пруткового
материала на штучные заготовки и т.д.

Для поддержания нормального хода производственного процесса,
существует целый ряд вспомогательных цехов: ремонтные,
инструментальные и т.д. В ремонтных цехах производится обычно
капитальный ремонт всего технологического оборудования, а также его
модернизация. Задачей инструментального цеха является бесперебойное
снабжение всех обрабатывающих цехов инструментом, штампами,
приспособлениями и т.д.

Для нормального функционирования производственного процесса
нужна развитая система транспортирования и хранения заготовок,
полуфабрикатов и готовых изделий. Современное машиностроительное
предприятие имеет развитую систему грузопотоков, связывающих между
собой различные цеха и службы предприятия. Различают системы
транспорта: межцехового - между отдельными цехами, внутрицехового -
между участками и межстаночного - между отдельными станками в пределах
одного технологического процесса изготовления детали или узла.

Одной из характерных особенностей технического прогресса на
современном этапе развития является широкое внедрение автоматизации во
все элементы производственного процесса предприятия.

В последние годы широко развернуты работы по автоматизации
процессов контроля и сборки, созданию контрольных и сборочных автоматов
и автоматических линий для сборки. Автоматизация этих процессов
позволяет, в первую очередь, повысить качество изготовляемых изделий,
особенно в отраслях производства с большими масштабами выпуска. Кроме
того, автоматизация контроля и сборки позволяет устранить возникшую
диспропорция, когда на контроле и сборке готовых изделий занято больше
рабочих, чем на их изготовлении.

Решающая роль принадлежит автоматизации при внедрении
прогрессивных заготовок с минимальными припусками на механическую
обработку. Как правило, технологические процессы получения

прогрессивных заготовок методами профильного проката, холодной
штамповки и т.д. имеют высокую степень механизации и автоматизации.

В последнее время автоматизация все больше выходит за рамки
автоматизации технологических процессов обработки, охватывая все звенья
производственного процесса, что позволяет решать задачи автоматизации в
комплексе, повышать эффективность средств, вкладываемых в
автоматизацию.

Высокоэффективными являются не только работы по механизации
и автоматизации погрузочно-разгрузочных работ. В равной степени это
относится и к межцеховой и внутрицеховой транспортировке изделий,
накоплению и расходованию межоперационных заделов.

Для транспортировки изделий между цехами и участками все
большее применение получают различного типа конвейеры, в том числе
конвейеры с автоматическим адресованием, с программным управлением.

Все более сложными и совершенными становятся транспортирующие
системы, предусматривающие не только межстаночную транспортировку, но
и хранение заделов в автоматических магазинах-накопителях.

Важнейшей задачей является автоматизация управления
предприятием и прежде всего сбора и обработки текущей информации о
состоянии всех звеньев производственного процесса системы учета и
оперативного планирования.

Таким образом, в настоящее время существуют технические
возможности автоматизации всех элементов производственного процесса.
Поэтому особенно актуальной сейчас становится проблема правильного
определения очередности работ по автоматизации, исходя из условий
высокой их эффективности. Практика показывает, что чем ниже техническая
оснащенность данного звена производственного процесса, тем больше
резервы сокращения живого труда, тем эффективнее автоматизация.

Если ввести понятие коэффициента технической вооруженности К,
показывающего, сколько техники приходится на каждого рабочего
(отношение ее стоимости к годовому фонду зарплаты), то такой показатель
будет иметь самые различные значения по различным звеньям
производственного процесса. Так , например, на автоматических линиях
величина К находится в пределах К=15-25 в условиях ГПМ и ГПС К=25-50,
на погрузочно-разгрузочных работах К=3-5.

Наличие автоматизации в различных стадиях и звеньях
производственного процесса создают условия для комплексной
автоматизации производственных процессов.

Под комплексной автоматизацией следует понимать такую
автоматизацию, которая охватывает весь комплекс производства изделия,
когда все стадии его производства, начиная с исходных материалов и
полуфабрикатов и кончая сборкой, автоматизированы. Такое направление
автоматизации позволяет обеспечить высокие темпы технического прогресса,
избежать отвлечения сил и средств на осуществление отдельных процессов
автоматизации, которые, решая частную задачу производства одной или
нескольких деталей машин, не в состоянии сколько-нибудь заметно поднять
технико-организационный уровень производства в целом.

Одним из важнейших условий успешного выполнения программы интенсификации народного хозяйства является комплексная автоматизация производства.

В настоящее время в зависимости от уровня организационной структуры производства и ступеней автоматизации в области гибких автоматизированных производств (ГАП) принята следующая терминология (ГОСТ 26228-84).

Обобщающим термином является гибкая производственная система (ГПС).

Под гибкой производственной системой понимается совокупность (или отдельная единица) технологического оборудования и системы обеспечения его функционирования в автоматическом режиме, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий
произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик, В свою очередь, ГПС подразделяются по организационной структуре на следующие уровни:

Гибкий производственный модуль (ГПМ) - гибкая производственная система, состоящая из единицы технологического оборудования, оснащенная автоматизированным устройством программного управления и средствами автоматизации технологического процесса, автономно функционирующая, осуществляющая многократные циклы и имеющая возможность встраивания в систему более высокого уровня.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ), гибкий автоматизированный участок (ГАУ) – это ГПС, состоящая из нескольких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления. В ГАЛ технологическое оборудование расположено в принятой последовательности технологических операций, а ГАУ функционирует по технологическому
маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования.

Гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) - представляет собой гибкую производственную систему, которая представляет собой совокупность ГАЛ и (или) ГАУ. предназначенную для изготовления изделий заданной номенклатуры.

Гибкий автоматизированный завод (ГАЗ) - гибкая производственная система, которая представляет собой совокупность ГАЦ. предназначенную для изготовления изделий заданной номенклатуры.

По ступеням автоматизации ГПС подразделяются на гибкие производственные комплексы (ГПК) и гибкие автоматизированные производства (ГАП).

Гибкий производственный комплекс определяется как ГПС, состоящая и нескольких гибких производственных модулей, объединенных автоматизированной системой управления и автоматизированной транспортно-складской системой (АТСС), автономно функционирующая в
течение заданного интервала времени и имеющая возможность встраивания в систему) более высокой ступени автоматизации.

Гибкое автоматизированное производство представляет собой ГПС, состоящую из одного или нескольких ГПК, объединенных автоматизированной системой управления производством и транспортно-складской автоматизированной системой, и осуществляющей автоматизированный переход на изготовление новых изделий с помощью автоматизированной системы научных исследований (АСНИ), систем автоматизированного проектирования (САПР) и автоматизированной системы технологической подготовки производства (АСТПП).