Состояние и тенденции развития автоматизации
Автоматизация производства включает комплекс мероприятий по разработке высокоэффективных технологических процессов и созданию на их основе новых высокопроизводительных средств производства, выполняющих основные и вспомогательные операции без непосредственного участия человека.
Меняя в корне концепцию технологического процесса в машиностроении, автоматизация требует более высокого уровня непрерывности производства, превращение завода из объединения самостоятельных участков и цехов в интегрированное целое, базирующееся на широком применении гибких производственных систем (ГПС).
Концепция современного гибкого производства характеризуется переходом развития автоматизации производственных процессов в машиностроении на новый виток спирали.
На первый виток развития автоматизации средств производства в машиностроении — от универсальных, специализированных и специальных станков, станков-полуавтоматов и автоматов до автоматических линий и заводов-автоматов — человечество затратило более двухсот лет. Первый в мире токарно-винторезный станок с механизированным суппортом и набором сменных зубчатых колес разработан и изготовлен в 1738г. А.К. Нартовым. Первый завод-автомат по изготовлению автомобильных поршней был создан в СССР в 1951г.
Для развития техники на первом этапе характерна автоматизация на основе механических и электротехнических устройств. С помощью автоматических линий и заводов-автоматов достигнуто значительное повышение производительности труда (в 5—10 раз) и снижение себестоимости на 30—50%. Однако они могут применяться только в массовом производстве изделий, конструкция которых длительное время не меняется. Гибкость при выпуске новой техники и повышении производительности единичного и серийного производства достигаются благодаря развитию электронной техники - ЭВМ. На основе новой электронно-вычислительной техники стало возможным качественное изменение процессов автоматизации. В первую очередь, это числовое программное управление (ЧПУ) станками, осуществляемое на основе применения электронной техники. Так начался второй этап развития автоматизации в машиностроении, который основан на новом принципе управления - электронно-программном, способствующем повышению и производительности, и мобильности всех видов технологического оборудования. На этом этапе развития созданы универсальные станки с ЧПУ, автоматические линии, многошпиндельные и многоцелевые станки.
Дальнейшее развитие электроники, применение ЭВМ и микропроцессоров раскрыли новые возможности ЧПУ. Третий этап развития автоматизации в машиностроении характеризуется созданием универсальных машин и станков с ЧПУ, непосредственно управляемых ЭВМ в режиме разделения времени. Управление от одной ЭВМ несколькими станками с ЧПУ и вспомогательным оборудованием, а также единым автоматическим транспортом позволило создавать ГПС. На этом этапе развития автоматизации появилась возможность сочетать преимущества универсальных станков, их гибкость с высокой производительностью автоматических линий и заводов массового производства.
Конечной целью применения ГПС является комплексная автоматизация производственного процесса. Комплексная автоматизация — это разработка и широкое применение в машиностроении ГПС, создание цехов, заводов-автоматов, роботов, выполняющих как основные, так и вспомогательные операции в сочетании с САПР (система автоматизированного проектирования) конструкций и САПР технологических процессов, а также автоматическими системами управления технологическим процессом (АСУТП).