Характеристика автоматического производства.
В нашей стране широкое распространение получили автоматические поточные линии, объединяющие комплексы автоматически работающих агрегатных станков и станков-автоматов.
Недостаток – узкая ориентация на изготовление определенного вида изделий. В связи с этим подобные средства можно использовать только там, где производство носит массовый, устойчивый характер.
В промышленно развитых странах крупносерийное и массовое производство составляет лишь 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство – 80 %.
В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, были разработаны методы групповой технологии.
Следующим шагом на пути автоматизации производства является разработка программируемых и за счет этого перенастраиваемых средств, то есть гибкого оборудования. К ним относятся станки с ЧПУ, в том числе обрабатывающие центры, промышленные роботы и другое оборудование. Еще большей гибкостью обладают системы, управляемые от ЭВМ. Подобные системы называют по разному:
В Японии – гибкой автоматизацией, гибким производственным комплексом.
В США – гибкой производственной системой (FMS). (ГПС).
В нашей стране такого рода комплексы называют гибким автоматическим производством (ГАП).
ГАП функционирует на основе программного управления и групповой ориентации производства. На первом этапе ГАП может быть автоматизированным, то есть включать операции, выполняемые с участием человека.
ГАП включает исполнительную систему, состоящую из технологической, транспортной, складской систем и систему управления.
Преимущества ГАП по сравнению с участками, состоящими из универсальных станков:
· резкое увеличение производительности труда в процессе изготовления единичной и мелкосерийной продукции благодаря более высокой загрузке оборудования;
· быстрое реагирование на изменение требований заказчиков;
· существенное повышение качества продукции за счет устранения ошибок и нарушений технологических режимов, неизбежных при ручном труде;
· сокращение времени производственного цикла в несколько раз;
· уменьшение капитальных вложений, площадей и численности обслуживающего персонала прежде всего за счет трехсменного режима работы, при этом две смены ведутся практически под наблюдением оператора;
· снижение объема незавершенного производства;
· повышение эффективности управления за счет исключения человека из производственного процесса;
· улучшение условий труда, устранение сложных, трудоемких и тяжелых операций, освобождение человека от малоквалифицированного и монотонного труда.
ГПС находят применение в основном в станкостроении, машиностроении.
Анализ ГПС позволяет сделать некоторые выводы:
· управление транспортными системами и работой станков осуществляется одной или несколькими отдельными ЭВМ;
· число станков в ГПС колеблется от 2 до 50. Однако 80% ГПС составлено из 4-5 станков и 15% из 8 – 10;
· реже встречаются системы из 30-50 станков (2-3%);
· наибольший экономический эффект от использования ГПС достигается при обработке корпусных деталей, нежели от их использования при обработке других деталей, например, деталей типа тел вращения. Например, в Германии их 60%, в Японии – более 70, в США – около 90%;
· различна и степень гибкости ГПС. Например в США преобладают системы для обработки изделий в пределах 4-10 наименований, в Германии – от 50 до 200;
· нормативный срок окупаемости ГПС в различных странах 2 - 4,5 года.
Проблемы, возникшие при применении гибких систем:
· ГПС не достигла поставленных целей по рентабельности; она оказалась слишком дорогостоящей по сравнению с преимуществами, достигнутыми с ней. Обнаружено, что причиной высокой стоимости оборудования были несоразмерные расходы на приспособления и транспортную систему;
· разработка и введение в эксплуатацию комплексной ГПС оказалось трудным, а также дорогостоящим;
· из-за недостатка опыта было трудно выбирать подходящие типы систем и оборудование для нее;
· имеется мало поставщиков систем, которые могут поставлять сложные системы.
· в некоторых случаях эксплуатационники получили опыт фактически слабой гибкости;
· конструктивные элементы ГПС, например, станки, системы управления и периферийные устройства часто оказывались неподходящими к системе и вызывали лишние проблемы по стыковке;
· эксплуатационники часто не имеют достаточной готовности к эксплуатации сложной системы;
· длительный срок выполнения проекта от конструирования до запуска системы.
Перспективы применения гибких систем:
· одновременное повышение эффективности и гибкости;
· повышение степени автоматизации не уменьшая гибкости;
· усовершенствование таких измерительно-контрольных методов, которые контролируют в процессе обработки состояние инструмента и обрабатываемых деталей, необходимое для соответствующей автоматической подналадки;
· уменьшение количества приспособлений за счет автоматизации крепления деталей;
· введение в ГПС таких операций, как промывка, покрытие, термообработка, сборка и т. д.;
· развитие профилактического техобслуживания.
Значение ГПС.
· более высокий коэффициент использования станков (в 2-4 раза больше по сравнению с применением отдельных станков);
· более короткое время прохода производства;
· уменьшается доля незаконченного производства, т.е. уменьшается количество запасов деталей на складах, которое означает уменьшение продукции, привязанного к производству;
· более ясный поток материала, меньше перетранспортировок и меньше точек управления производством;
· уменьшаются расходы на заработную плату;
· более ровное качество продукции;
· более удобная и благоприятная обстановка и условия работы для работающих.