Главная Случайная страница


Категории:

ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника






Технологические процессы как экономические объекты

Технологические процессы как экономические объекты

Классификация технологических процессов

В основу классификации технологических процессов по­ложены различные признаки, такие как: вид воздействия на сырье и характер его качественных изменений; способ органи­зации производства; кратность обработки сырья.

По характеру качественных изменений сырья техноло­гические процессы подразделяются на физические, механи­ческие и химические процессы.

При физических и механических процессах переработки сырья происходит изменение размеров, формы и физических свойств сырья. При этом внутреннее строение и состав вещест­ва не изменяется. Например: изготовление метал­лических деталей методом обработки резанием; дробление, измельчение веще­ства; приготовление растворов и т.п.

Химические процессы характеризуются изменением не только физических свойств, но и агрегатного состояния, химического состава и внутренне­го строения вещества. Например, обжигом до спекания частиц сырьевой смеси получают портландцементный клинкер, вяжущие свойства которого обусловлены возникновением при высокой температуре (14500 оС) новых химических соединений (новообразований). Химической переработкой топлива (коксования углей) получают бензол, нафталин, во­дород, метан, этилен и другие продукты.

Однако деление про­цессов на физические, механические и химические является условным, так как трудно провести четкую границу между ними, поскольку механические процессы часто сопровождаются изменением и физических, и химических свойств.

По способу организации технологические процессы делятся на дискретные (прерывистые) и непрерывные процессы.

Дискретный технологический процесс характеризуется чередованием рабочих и вспомогательных ходов с четким разграничением их по времени реализации. Например, при металлообработке происходят установка детали в патрон станка (вспомогательный ход), подвод режущего инструмента (вспомогательный ход), обработка заготовки режущим инструментом (рабочий ход), контроль (вспомогательный ход) снятие детали со станка, установка в патрон станка новой заготовки и т.д. (вспомогательный ход).

Такие технологические процессы чаще всего распространены в машиностроении, строительстве, добывающих отраслях промышленности. Недостатком дискретных технологических процессов являются потери рабочего времени в процессе выполнения вспомогательных ходов, так как в это время простаивает основное технологическое оборудование, и выпуск продукции не производится. Затраты труда увеличиваются. Так, в обработке металлов резанием доля основного (технологического) времени в штучном времени составляет менее 50%.

Непрерывные процессы отличаются тем, что они не имеют резко выраженного чередования (во времени осуществления) рабочего и вспомогательного ходов. В них всегда можно выделить группу вспомогательных ходов, которые осуществляются одновременно с рабочими, и группу вспомога­тельных ходов, которые периодически повторяются во времени, в зависимости от результатов рабочего хода. Такие процессы, характерны для химической промышленности металлургии, энергетике.

По кратности обработки сырья технологические про­цессы подразделяются на процессы с открытой (разомкну­той) схемой и процессы с циркуляционной (замкнутой) схемой. В процессах с разомкнутой схемой сырье подверга­ется однократной обработке. В процессах с замкнутой схемой сырье неоднократно воз­вращается в начальную стадию процесса для последующей обра­ботки. Примером процесса с открытой схемой производства может служить любая технология, в которой вход (начальная операция) и выход (заключительная операция) не соединяются — технология изготовления бетона.

Процесс с замкнутой схемой — оборотное водоснабжение (циркуляция воды в технологическом процессе после ее очистки).

Процессы с замкнутой схемой производства являются более экономичными и экологически безвредными, хотя они и отличаются большей сложностью.

Эти процессы необходимы при переводе технологии на безотходную.

В производстве часто применяются процессы, сочетающие элементы открытой и закрытой схем. Примером такого процесса может служить технологический процесс производства азотной кислоты, в котором одни промежуточные продукты обрабатываются по открытой схеме, проходя последовательно ряд аппаратов, а другие циркулируют по замкнутой схеме.

В общем виде любой технологический процесс можно рассматривать в виде кибернетической схемы, имеющую вход, «черный ящик» и выход.

 

 

На входе – исходные ресурсы и их свойства, на выходе – готовый продукт с конкретными характеристиками, «черный ящик» - все возможные способы изготовления продукта (изделия).

Технологические системы как экономические объекты

Понятие и свойства системы

Общественное производство характеризуется набором технологий, используемых отраслями. Отрасль, в свою очередь, можно рассматривать как набор однородных технологий с различными интенсивностями их применения.

Подобно тому, как отрасли образуют в народном хозяйстве тесно связанные блоки (комплексы), технологии соединяются в более или менее крупные системы. Такие системы связаны изнутри потоками средств производства, которые для одних технологий представляют собой продукты (отходы) производства, а для других служат ресурсами.

Системой называется совокупность функционально связанных между собой элементов. Система может бы разделена на подсистемы различной сложности.

Каждая система обладает присущими ей свойствами. Совокупность значений свойств системы в определенный момент времени называется состоянием системы.

Согласно определению ГОСТа, технологическая система — это "совокупность функционально связанных средств технологического оснащения, предметов производства и исполнителей для выполнения в регламентированных условиях производства заданных технологических процессов или операций».

Первые технологические системы появились при организации цехов ремесленников. Второй этап технологического развития производительных сил связан с возникновением производственных мануфактур.

Цеха ремесленников и производственные мануфактуры отражают наиболее важные технологические связи — последова­тельные и параллельные. Таким образом, в результате общественного разделения труда создаются предпосылки возникновения технологических систем.

С углублением общественного разделения труда ранее не обособленные производственные операции по изготовлению частичного продукта (полуфабриката) вычленяются в от­дельную технологию, а полуфабрикат превращается в гото­вый товар. Каждая технология, с одной стороны, обеспечи­вает выпуск хотя бы одного продукта (ради которого она создана), с другой стороны, каждый продукт можно получить различными технологическими процессами. При замене одних технологий другими создаются условия технологического совершенствования.

Современное производство, основанное на последних достижениях науки и техники, должно быть организовано в виде единой целостной организационно-технологической системы, включающей все стадии и операции основных, вспомогательных и обслуживающих процессов. Таким образом, речь идет о создании технологической системы высокой экономической эффективности, где все этапы взаимосвязаны и направлены на достижение необходимых конечных результатов. Целью функ­ционирования технологической системы является производст­во промышленной, строительной, сельскохозяйственной и иной продукции. При этом данная система должна обеспечи­вать рациональное и экономное использование природных, трудовых, материальных, энергетических, финансовых и других ресурсов.

Структура системы характеризует внутреннюю организа­цию, порядок и построение и определяет оптимальное функционирование системы.

Структурой системы называется совокупность ее элементов и связей между ними. Система, как правило, состоит большого числа элементов, связанных между собой и ок­ружающей средой и действующих как единое целое. Например, станки, аппараты, механизмы, агрегаты связаны между собой транспортными потоками сырья, материалов, энергии и т.п.

Классификация технологических систем осуществляется по следующим признакам:

- иерархическому уровню;

- уровню автоматизации;

- уровню специализации;

- типу технологических связей.

Существует четыре иерархических уровня технологических систем: операция, технологический процесс, производственное подразделение, предприятие.

Три уровня автоматизации: механизированные системы, автоматизированные и автоматические.

Три уровня специализации: специальная технологическая система, т.е. система, предназначенная для изготовления или ремонта изделия одного наименования и типоразмера; специализированная - предназначенная для изготовление или ремонта группы изделий; универсальная система, обеспечивающая изготовление изделий с различными конструктив­ными и технологическими признаками.

Свойства элементарных технологических процессов распространяются и на технологические системы более высокого иерархического уровня. Однако последние обладают и собственными специфическими особенностями. Так, например, отрасль, подотрасль, макроэкономический комплекс и народное хозяйство в целом представляют собой технологические системы, требующие специальных методов управления. Уже на уровне предприятия связи в технологической системе отлича­ются от связей, существующих на более низких уровнях. Если в сравнительно простых технологических процессах результат труда каждого предыдущего технологического элемента системы является предметом труда каждого последующего элемен­та, то в сложных технологических системах результат предыдущих технологических процессов не обязательно будет предметом труда последующих. Так, например, инструментальный цех обеспечивает резцами цех токарных автоматов. Программа цеха автоматов полностью зависит от поставки инструмента, но работа кузовного производства при производстве автомобилей не зависит непосредственно от двигательного цеха.

Рассматривая системы технологических процессов производства, можно выделить параллельные и последовательные системы.
В современных параллельных технологических систе­мах нашла свое отражение ремесленническая цеховая струк­тура.

С самого начала развития промышленных методов производства одинаковые или однотипные технологические процессы выделялись в отдельные группы. Такое выделение объясняется удобством управления и обслуживания однотипных механизмов, возможностью совершенствования технологических приемов обучения рабочих и обмена опытом. Это способствует повышению производительности труда и качеству изготовления продукции.

Внутри параллельных систем внедрение новых технических решений становится более выгодным, так как трудности освоения и доводки в расчете на единицу оборудования уменьшаются пропорционально числу однотип­ных единиц. Для инновационного процесса наиболее приспо­соблены параллельные технологические системы. Вот почему объединение технологических процессов по принципу парал­лельности пронизывает весь народнохозяйственный комплекс. Параллельные технологические связи широко используются в настоящее время на уровне технологического процесса и участ­ка. Продукция такой технологической системы равна сумме продукции всех составляющих ее элементов. Это является главным признаком параллельности систем данного уровня.

На современных предприятиях цеха формируются по принципу однотипных или похожих технологий: цех штам­повки (штамповка объемная, листовая, открытая, закрытая и т.д.), цех литья (литья под давлением, в кокиль) и др.

Предприятия объединяются в подотрасли также по принципу сходности их технологических процессов. Параллельные тех­нологические системы и комплексы, несмотря на существен­ное отличие их от элементарных параллельных процессов, обладают теми же основными свойствами. Цель их функцио­нирования - обеспечение наилучших условий для техничес­кого развития. Однако характер параллельных связей техно­логических систем данного уровня отличается от характера параллельной связи цехов или участков, так как предпри­ятия, объединенные в подотрасли, могут различаться по номен­клатуре выпускаемой продукции, хотя эта продукция и предназначена для удовлетворения одной и той же потребности.

Характерной особенностью технологических систем с пос­ледовательной связью является то, что выпуск продукции такой системы определяется ее лимитирующим звеном. Пос­ледовательные технологические системы разного уровня раз­личаются между собой. В случае последовательной техноло­гической системы высокого уровня действуют дополнитель­ные факторы: связь одного элемента системы с несколькими другими; возможность в некоторых случаях использовать за­пасы исходных продуктов; значительный разрыв во времени производстве и поставке составляющих продуктов; возможность выпуска законченных продуктов, которые не используются внутри данной системы отдельными ее составляющими. Результат труда одних составляющих сложной систем может быть предметом труда, орудием или средством труда для других составляющих, а может и не быть использован в производстве какими-то составляющими.

На практике чаще всего имеют место смешанные типы систем - комбинированные технологические системы.

По уровню механизации и автоматизации все технологические процессы объединяются в три группы:

1) преимуще­ственно с ручным трудом;

2) механизированные технологи­ческие процессы в дискретном производстве;

3) процессы вы­сокоавтоматизированных и непрерывных производств.

Для технологических процессов с ручным трудом не существует внутренних закономерностей развития, так как их эффективность зависит от индивидуальных особенностей работников.

Механизированные технологические процессы характеризуются возможностью наращивания техники для замены труда рабочих на вспомогательных ходах и переходах и со­вершенствования рабочих ходов.

Смешанные технологические процессы включают наряду с механизированными операции с ручным или невооруженным трудом. Такие процессы состоят как бы из двух частей, одна из которых механизированная — развивается в соответствии с законом рационалистического развития, а вторая не обладает внутренними закономерностями развития, в связи с чем для нее нельзя сделать прогнозы оценок по росту произ­водительности. Эти процессы специфичны.

Технологические процессы высокоавтоматизированных дискретных производств (сборочный конвейер автомобильного завода; гибкое автоматизированное производство пневмоцилиндров) и непрерывные производства (производство азотных удобрений, химическая переработка нефти, произ­водство электроэнергии) сходны по своим закономерностям и выделяются в самостоятельную группу. Все элементы высокоавтоматизированных и непрерывных технологических процессов жестко связаны друг с другом и характеризуются ограниченным участием человека в их функционировании. Такие технологические процессы, как правило, могут рабо­тать какое-то время без внешнего вмешательства. Эти системы обладают особенностями своего научно-технического развития, связанными с совершенствованием их организаци­онно-информационных процессов и базовых технологий.

Все народное хозяйство можно рассматривать как системы технологических процессов разного уровня, последовательные и параллельные связи которых определяют характер функционирования.

Так, последовательность рабочих ходов и переходов образует операцию (последовательное со­единение); однотипные операции (станки) объединяются в участки (параллельные соединения), цеха - в предприятия (последовательное соединение), предприятия - в отрасли (параллельное соединение), отрасли - в систему народного хозяйства (последовательное соединение).

Из вышеизложенного четко прослеживается взаимосвязь технологических и организационных структур производства. По мере развития и изменения технологических связей меня­ется и организационная структура системы управления ими. Например, первоначальный цех видоизменяется в мануфак­туру с последовательными технологическими процессами. По мере дальнейшего развития производства роль первоначаль­ного цеха уже играют участки (параллельное соединение) с однородным оборудованием. Например, фрезерный участок, токарный, шлифовальный и т.д. Развитие начального цеха привело к разделению функций между отдельными мастер­скими, участками внутри мануфактур (последовательное со­единение) и к созданию новых организационных структур, т.е. предприятий. Отсюда можно сделать следующие выводы:

1) организационные структуры управления являются от­ражением структур технологических систем;

2) технологические связи первичны относительно органи­зационных;

3) технологические процессы и их системы строятся по своим законам, организация и управление производством призваны обеспечить их функционирование и развитие.

Следовательно, зная объективные закономерности разви­тия технологических систем, можно создать и оптимальную систему управления ими.

Рассмотрим функции управления в последовательных и па­раллельных системах. Основная причина выделения парал­лельных систем технологических процессов заключается в удобстве управления их развитием на любом уровне. Два одина­ковых станка удобно совместно обслуживать, модернизировать и заменять оборудование на более совершенное. Аналогично, внед­рять передовой опыт и достижения науки удобно на сравнитель­но однотипных предприятиях одной отрасли. Вот почему целесообразно объединять оборудование по участкам внутри цехов, однотипные технологические процессы - внутри пред­приятий и однотипные предприятия - в отрасли.

Основной функцией управления параллельной системой является обеспечение технологического развития составляющих ее производственных элементов, а обеспечение функционирования элементов системы имеет гораздо меньшую, второстепенную значимость. Так, организация поставок ком­плектующих изделий, сырья, материалов, обеспечение топливом и энергией являются второстепенными задачами на уровне отрасли. В основном это функции предприятий, входящих в отрасль. Главная же задача отраслевого управления состоит в обеспечении научно-технического развития отрасли. То же можно сказать и об управлении техническим раз­витием цеха с однотипными технологическими процессами.

К структурным образованиям с последовательной взаимосвязью относятся: технологические процессы изготовления отдельных деталей; предприятия, в которых цеха представляют собой последовательные звенья одного общего технологического процесса; агропромышленный комплекс, состоящий из последовательных технологических структур высокого уровня.

Для систем с последовательной связью технологических элементов целью управления является поддержание заданного режима функционирования системы, т.е. достижение количественной и качественной сбалансированности выпуска продукции по всем элементам системы. Общими и наиболее важными функциями управления последовательной системой для всех уровней являются: планирование объемов выпуска по элементам системы; материально-техническое снабжение (для самых высоких уровней управления - баланс) производства; оперативное управление и т.д.

Итак, перечисленные уровни управления (вертикальные связи) образуются на основе чередующихся последовательных и параллельных связей технологических структур и отражают их диалектическое единство и противоречие. По мере формирования управленческого уровня в соответствии с тем или иным типом технологических связей ослабевают и обрываются связи другого типа. Структуру системы управления формируют технологические связи, наиболее сильные на данном уровне. Система управления должна меняться вместе с изменением технологических связей, а само управлений должно наиболее полно использовать внутренние закономерности научно-технического развития технологических систем. Недоучет взаимосвязи технологических и организационных структур влечет за собой существенные нарушения производственной деятельности.

Отраслевые производства — это преимущественно параллельные системы, характеризующиеся тем, что выпуск отраслевой продукции определяется суммой выпуска продукции предприятиями отрасли, практически не имеющими друг с другом последовательных технологических связей. Основной функцией отраслевого управления должно быть обеспечение постоянного повышения технического уровня производства как базы роста производительности труда. Планирование же поста объемов выпуска продукции должно быть функцией предприятий, которые являются преимущественно последова­тельными системами.

По степени гибкости все технологические системы де­лятся на жесткие, переналаживаемые, гибкие.

Жесткие технологические системы рассчитаны на изготовление единой про­дукции. Перестраиваемые системы требуют остановки, демонтажа и замены оборудования при выпуске новой про­дукции. В основе переналаживаемых систем лежит про­граммируемая компьютеризация и прежнее оборудование, но меняется порядок действий, процедур, программа. Гибкая автоматизированная система является наивысшим типом технологии.

Важнейшими свойствами любой технологической системы являются стабильность и надежность функционирования; гибкость и способность к адаптации, высокая интенсивность, малостадийность и малооперационность, малоотходность и безотходность.

Способность к адаптации является важнейшим свойством системы. Под адаптацией понимается такая реакция на изме­нение внутренней или внешней среды, которая противодейст­вует снижению эффективности функционирования системы.

Гибкость технологии необходима как дискретным, так и непрерывным производствам. Непрерывные производства более пригодны для автоматизации и компьютеризации. Автоматизация производства в сочетании с его гибкостью дает возможность легко осуществлять переход на выпуск но­вого вида продукции, использование нового сырья и т.д. В гибком автоматизированном производстве переналадка стано­вится органической частью технологии и осуществляется автоматически. Гибкость технологии обеспечивает рост про­изводительности труда, как в основном, так и во вспомога­тельном производстве, сокращает технологический цикл, позволяет лучше использовать оборудование.

Чтобы система соответствовала своей цели, а ее функционирование было оптимальным, она должна быть управляемой. Первой задачей управления системой является перевод ее в нужное состояние. Затем решается задача поддержания управляемой системы в состоянии динамического равновесия и устойчивости (стабильности). Иными словами, управление технологической системой состоит в создании и поддержании таких форм соединения предметов труда, орудий труда, людей, технологических процессов и экономических ресурсов, при которых процесс протекал бы наиболее эффективно.

Важным свойством системы является ее надежность. Надежность системы - это не только надежность оборудования и технологических процессов, но и оптимальность ее структуры, основанная на малостадийности, малооперационности бесперебойности, минимизации затрат на выпуск достаточного количества продукции высокого качества.

Малостадийность и малооперационность технологической системы дают возможность резко повысить производительность труда и сократить потребность в производственных площадях.

Для функционирования производственной системы большое значение имеют принципы ее организации: непрерывность, ритмичность, замкнутость. Непрерывность и ритмичность обеспечивают наилучшие условия функционирования. Принцип замкнутости многократных циклов способствует созданию высокоэффективных безотходных технологических систем.

Технико-экономический уровень производственной системы характеризуется: уровнем орудий труда (инструмент, машины), уровнем предметов труда (сырье, материалы), уровнем рабочей силы (квалификация кадров), технологическим уровнем (уровень производственных процессов), организационно-экономическим уровнем.

Наиболее важным критерием высокого технико-экономического уровня производства является технологический уровень, поскольку высокий уровень средств труда и предметов труда сам по себе не может обеспечить эффективность производства, а при устаревшей технологии снизит фондоотдачу.

Технологический уровень представляет собой оценку качества технологий и тесно связан с техническим уровнем изделий и научно-техническим уровнем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Технологический уровень производственной системы составляют:

I) уровень технологической интенсивности процессов;

2) уровень технологической организации производства;

3) уровень технологической оснащенности;

4) уровень управляемости технологической системы.

Уровень технологической интенсивности характеризуется степенью использования материальных, энергетических и временных ресурсов, например, выходом продукта; коэффициентом использования сырья, энергии; производственной площади, мощностью и производительностью оборудования и др.

Уровень технологической организации производства определяется числом операций и стадий процесса, их комбинацией, их взаимозаменяемостью, совмещением, непрерывностью производства, переналаживаемостью процессов при переходе на изготовление других изделий или режимы работы.

Уровень технологической оснащенности характеризуется степенью оснащенности производства техническими средствами, а также согласованностью между требованиями технологии и оснащенностью процесса соответствующими машина­ми и уровнем рабочей силы, т.е. уровнем механизации и автоматизации производства, состоянием информационного обеспечения.

Уровень управляемости технологической системы характеризуется степенью достижения оптимальных режимов процесса с целью их наивысшей эффективности и результа­тивности. Высокий уровень управляемости технологической системы — это достижение ее стабильности и надежности, безаварийности, безопасности, гибкости.

Автоматизация производства

С точки зрения адаптивных возможностей к обновлению, смене номенклатуры и серийности производства можно выделить три уровня автоматизации технологических процессов:

- традиционная "жесткая" автоматизация;

- автоматизированное производство с ограниченными воз­можностями переналадки;

- гибкое автоматизированное производство.

Традиционная "жесткая" автоматизация технологичес­ких процессов осуществляется на основе применения полуавтоматов и автоматов, станков с программным управле­нием, обрабатывающих центров, автоматических линий и др. К автоматизированному производству с ограниченными возможностями переналадки можно отнести: автоматичес­кие линии, управляемые ЭВМ; роторные и роторно-конвейерные линии; роботизированное производство.

Гибкое автоматизированное производство базируется на применении гибких производственных систем.

На автоматических станках все процессы обработки детали осуществляются без непосредственного вмешательства рабоче­го по заданной программе. Изменить или полностью заменить программу работы автомата крайне слож­но, а часто и невозможно. По этой причине эти станки приме­няются в серийном и массовом производстве.

Преимуществом станков с числовым программным управ­лением (ЧПУ) является увеличение количества выполняемых операций, сокращение времени обработки и относительная простота переналадки. Применение станков с ЧПУ дало воз­можность значительно повысить производительность труда (в 2— 4 раза), однако загрузка их заготовками и выгрузка обра­ботанных деталей осуществляются вручную. Кроме того, станки с ЧПУ имеют ограниченный набор инструментов.

Обрабатывающий центр (ОЦ) - многопозиционный ста­нок с ЧПУ - оснащен устройствами для размещения большо­го набора инструмента (магазины) и системой автоматичес­кой замены инструмента. В магазинах ОЦ можно разместить до 150 различных инструментов, позволяющих выполнять до­статочно большое число операций. Важнейшим преимущест­вом является то, что эти многочисленные операции осущес­твляются без снятия заготовки со станка. Применение обра­батывающих центров обеспечивает высокую точность обра­ботки; производительность труда при их использовании возрастает в 3 — 4 раза. Однако ОЦ с ЧПУ выполняют только часть технологических операций по производству готовой продукции. Для получения готового изделия заготовка долж­на пройти обработку на нескольких станках с ЧПУ.

Автоматическая линия (АЛ) — это система автоматичес­ки действующих станков, связанных транспортными средст­вами, имеющая единое управляющее устройство. АЛ могут компоноваться из автоматических станков, станков с ЧПУ и ОЦ. В одной автоматической линии могут работать все ука­занные элементы в различных сочетаниях. АЛ отличаются высокой производительностью. Однако каждую АЛ изготавливают для обработки вполне определенной детали. При изменении конструкции детали производят новую компоновку линии, ее переналадку с частичной или полной остановкой производства.

Отличительной особенностью роторных линий (РЛ) и роторно-конвейерных (РКЛ) является то, что технологические операции выполняются в процессе совместного транспорти­рования обрабатываемых заготовок и инструмента, располо­женных на замкнутых транспортирующих устройствах (роторах).

РЛ представляет собой автоматические линии машин, принцип действия которых основан на совместном движении по окружности инструмента и обрабатываемого им предмета. Все операции по установке детали в ротор, ее обработке и выталкиванию производятся за один неполный оборот диска. Преимущества РЛ — конструктивная простота, надежность, точность и огромная производительность, недостаток -малая гибкость.

Значительно большей гибкостью обладают РКЛ. В таких линиях инструментальные блоки располагаются не на дисках роторов, а на огибающем их конвейере. В этом случае пере­наладка РКЛ на выпуск новой продукции сводится к автома­тической замене инструмента.

Промышленный робот — это автономно-функционирую­щая машина (автомат), предназначенная для воспроизведе­ния некоторых двигательных и умственных функций человека при выполнении основных и вспомогательных про­изводственных операций без непосредственного участия чело­века. Различают три поколения роботов: 1) програм­мируемые роботы, действующие по заданной про­грамме, определяющей последовательность выполнения опера­ций, и работающие по принципу "взять — положить"; 2) адап­тивные (приспосабливающиеся) роботы, действующие по заданной программе и оснащенные ря­дом датчиков, а следовательно, и техническими органами чувств, позволяющими им корректировать свое поведение в за­висимости от окружающей производственной среды; 3) интел­лектуальные, или интегральные роботы, обладающие элементами искусственного интеллекта и возмож­ностью свободного диалога с человеком.

Высшей формой организации промышленного производства является автоматизированное поточное производство. В машиностроении основными направлениями автоматизации являются: применение автоматических поточных линий системы автоматизированных машин; создание автоматизиро­ванных цехов и заводов-автоматов.

Одной из отличительных черт высокоразвитого производст­ва в настоящее время является способность его быстро и свое­временно без значительных затрат осуществлять переход на выпуск новой продукции взамен устаревшей. Тем более, что в машиностроении на долю массового и серийного производства приходится лишь 20 — 25% продукции, а 75 — 80% — это мел­косерийная продукция. Производство этой продукции и раз­личных ее модификаций требует частых остановок, перенала­док и настроек действующего автоматического оборудования. Это приводит к снижению производительности и качества про­изводимой продукции и повышению ее себестоимости, т.е. к снижению эффективности производства. В связи с этим необ­ходимо, чтобы современное производство было гибким. Глав­ным элементом гибкого автоматизированного производства (ГАП) является гибкая производственная система.

Гибкая производственная система (ГПС) включает в себя: гибкие производственные модули (ГПМ) от 2 до 20 единиц; единую автоматизированную транспортно-складскую систему; автоматизированную систему инструментообеспечения; систему централизованного управления от ЭВМ.

Гибкий производственный модуль - это единица автома­тизированного оборудования с ЧПУ, включающая в себя также робототехническую и другие устройства и обладающая возможностью автономного функционирования и оперативно­го переналаживания (например, станок-автомат, обрабаты­вающий центр, формовочная машина, сварочный автомат и т.д.). Такое оборудование способно выполнять в автомати­ческом режиме все технологические операции.

Робототехнические и другие устройства являются неотъемлемой составной частью любого ГПМ. Их назначение — полностью автоматизировать все вспомогательные операции, такие как: загрузка заготовок и удаление обработанных дета­лей; автоматическая подготовка и смена инструмента; удале­ние стружки, подача охлаждающей жидкости и др. ГПМ способен быстро переходить на изготовление и сборку дета­лей и узлов. Такая единица оборудования с успехом исполь­зуется в литейных, кузнечно-прессовых, гальванических, механосборочных и других производствах.ГПМ снабжен автоматизированной связью со складом за­готовок и деталей.

Единая автоматизированная транспортно-складская систе­ма функционирует по принципу "верни на место", т.е. заго­товки со склада транспортируются к станкам простыми транспортными роботами и возвращаются на склад после об­работки. В итоге через склад деталь может быть направлена от каждого станка к любому другому станку. Однако в случае необходимости (для экономии времени, увеличения загрузки оборудования и т.д.) транспортный робот может сразу пере­дать деталь на соседний станок, минуя склад, конечно, если станок готов продолжить обработку данной детали.

Автоматизированная система инструментообеспечения (АСИ) производит автоматическую подготовку и смену ин­струмента (без вмешательства людей), необходимого для соот­ветствующей программы работ. Например, для бесперебойной работы системы в течение суток в накопителях (магазинах) создается запас необходимого инструмента (несколько ком­плектов различного инструмента). В принципе возможно со­здание АСИ, которая обеспечивала бы гибкую работу обо­рудования до сроков, ограниченных лишь его надежностью.

Система централизованного управления от ЭВМ (СЦУ) выполняет важнейшую функциональную роль в ГПС. Она оп­ределяет порядок запуска деталей в работу и синхронно передает станкам соответствующие программы обработки. При отказе одного из станков ЭВМ перераспределяет его обя­занности между другими станками. ЭВМ управляет работой также транспортно-складской системы и системы инструментообеспечения. ЭВМ определяет маршрут движения деталей по участку и разрабатывает программу инструментообеспече­ния. ЭВМ полностью руководит работой автоматизированно­го склада ГПС. По ее командам складирующий робот периодически извлекает из ячеек детали и помещает их на транспортирующие устройства, а также размещает и извле­кает заготовки различной степени готовности. Все эти по­ступления заготовок, их движение, отгрузка готовых деталей и т.д. фиксируются в памяти ЭВМ.

Техни

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-29

lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда...