Гибкие производственные системы

       Гибкие  производственные системы. 

       Начиная с 80-х годов одним из направлений  повышения эффективности производства стало широкое применение информационных технологий. Важным этапом развития на этом пути стало появление понятия  гибкой производственной системы (ГПС). Гибкие производственные системы— наиболее эффективное средство автоматизации серийного производства, позволяющее переходить с одного вида продукции на другой с минимальными затратами времени и труда.

       Гибкие  производственные системы - совокупность средств производства, обладающих способностью быстрой переналадки с производства одного вида продукции на другой. Обычно такие системы машин бывают автоматизированными. 

       Современный этап развития производства характеризуется повышением экологических и научно-технических требований к производству. Решением данных проблем является полная или же частичная автоматизация производства, так как производство должно ставить перед собой следующие задачи: 

• обеспечить  выпуск продукции высокого качества
• создание наилучших (благоприятных) условий труда для всех участников производства
• предельное сокращение срока выпуска продукции
• снижение себестоимости продукции (наименьшая затрата средств на изготовление единицы изделия).

 

       Решению этих задач способствует внедрение  гибких производственных систем или ГПС. Главным требованием автоматизации производства является повышение его гибкости, то есть увеличение возможности переналадки на изготовления различного вида изделий без остановки производства. Выбору объекта для создания ГПС предшествует анализ производственного процесса на данном предприятии с целью определения соответствия его организационно-технологической структуры принципам группового производства, т.е. определения степени готовности предприятия к созданию ГПС. 

       Первое, что должно быть решено при создании ГПС, это какой «гибкостью» должна обладать система. Качество гибкости производственных систем определяется следующими главными показателями: производительностью, себестоимостью, стабильностью обеспечения качества продукции, экономической эффективностью использования всех средств, условиями работы человека. На базе этих главных пяти показателей производства определяются четыре основных, наиболее важных качества гибкости: 

• универсальность — способность ГПС обрабатывать различные партии деталей по числу и номенклатуре (форме и размерам) во время нормальной работы системы без какой-либо ее модификации;

 

• приспособляемость — способность ГПС после ее отладки быть измененной таким образом, чтобы обрабатывать другое число  деталей и другие детали посредством введения надлежащих изменений извне или путем самонастраивания;

 

• повторяемость — способность ГПС неоднократно возвращаться к выполнению ранее  осуществленных работ после завершения новой работы;

 

• нечувствительность  — способность системы адаптироваться к количественным и качественным отклонениям заготовок, процессов, условий при гарантии выполнения всех предписанных ей технических требований, без возникновения нарушений в работе и снижения качества продукции.

 

Стоит назвать главные технические особенности ГПС: 

• производственная  гибкость - способность автоматического  перехода на обработку любого изделия

 

• структурная гибкость - способность нормально  функционировать при отказе отдельных  частей

 

• встраиваемость  ГПС – способность наращивать технические средства методом дополнения

 

• малочисленность обслуживающего персонала.

 
 
 

       По  уровню организационной структуры  ГПС квалифицируют следующим  образом на такие виды: 

       гибкая  автоматизированная линия (ГАЛ), система  в которой производственное оборудование расставлено в последовательности выполняемых технологических операций; 

       гибкий  автоматизированный участок (ГАУ), система  функционирующая по технологическому маршруту в котором предусмотрена  возможность изменения последовательности использования оборудования; 

       гибкий  автоматизированный цех (ГАЦ), система  представляющая собой совокупность гибких линий и роботизированных технологических комплексов. 
 

       Можно сформулировать такие основные принципы организации ГПС. 

       Принцип модульности ГПС строится на базе гибких производственных модулей. Типовые модули ГПС разработаны для основных видов производств различных изделий. 

       Принцип иерархичности ГПС предусматривает построение многоуровневой структуры. На самом нижнем уровне находятся гибкие автоматизированные модули, на высших уровнях - гибкие автоматизированные линии, участки, цехи, предприятия в целом. Модульность и иерархичность позволяют разрабатывать ГПС для самого высокого организационного структурного уровня. 

       Принцип преимущественной программной настройки. Перенастройка модулей вручную допустима в минимальных объемах и только в случаях очевидной экономической неэффективности реализации программной перенастройки. 

       Технологическая совместимость обеспечивает технологическое единство и взаимозаменяемость компонентов автоматизированного производства. Она предопределяет необходимость выполнения определенных требований к изделию, технологии и технологическому оборудованию. Достигается это требование унификацией технологии производства изделий и их полуфабрикатов, конструкции деталей, комплектующих и изделий в целом. В свою очередь, все компоненты ГПС: приспособления, оснастка, автоматические устройства загрузки-выгрузки, оборудование - должны в наивысшей степени удовлетворять требованиям гибкой автоматизации. 

       Информационная  совместимость подсистем ГПС обеспечивает их оптимальное взаимодействие при выполнении заданных функций. Для ее достижения вводятся в действие стандартные блоки связи с ЭВМ, выдерживается строгая регламентация входных и выходных параметров модулей на всех иерархических уровнях системы, входных и выходных сигналов для управляющих воздействий. 

       Конструктивная  совместимость обеспечивает единство и согласованность геометрических параметров, эстетических и эргономических характеристик. Она достигается созданием единой конструктивной базы для функционально подобных модулей всех уровней при условии обязательной согласованности конструкций низших иерархических уровней с конструкциями высших уровней. 

       Эксплуатационная  совместимость обеспечивает согласованность характеристик, определяющих условия работы оборудования, его долговечность, ремонтопригодность, надежность, и метрологических характеристик, а также соответствие требованиям электронно-вакуумной гигиены, технологического микроклимата и т.д.

       Энергетическая  совместимость обеспечивает согласованность потребляемых энергетических средств: воды, электроэнергии, сжатого воздуха, жидких газов, вакуума и т.д. При комплектовании ГПС необходимо стремиться к минимальному количеству разновидностей применяемых видов энергии. 

       Перспективы применения ГПС

       Гибкие  производственные системы или 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;

       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. 

       Достоинсктва  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.