Билет 1. Роль автоматизации приборостроения в построении современной материально-технической базы. Перспективы автоматизации производства.

В условиях рыночной экономики процесс изготовления изделий приборостроения с каждым годом требует все более интенсивного развития автоматизированных производств, обеспечивающих быструю переналадку на изготовление разнообразных изделий высокого качества. Эта тенденция вызвана следующими основными требованиями рынка:

• непрерывным увеличением номенклатуры выпускаемых изделий, вызванным возрастающими потребностями заказчиков;

• уменьшением сроков службы изделий, что вызвано сокращением времени их морального износа (но не ухудшением их качества!);

• повышением комплексности (сложности) изделий, вызванной увеличением количества деталей и сборочных единиц, входящих в каждое изделие;

• уменьшением сроков поставок изделий.

До 60-тых годов основной концепцией автоматизации было создание и использование так называемых жестких (классических) автоматических линий (тактовых и роторных). Однако эти специальные автоматические линии предназначены для изготовления изделий одного типоразмера и не перенастраиваются оперативно на изготовление различных изделий. Создание таких линий, как показала практика, требует больших затрат средств и времени (от 2-х до 4-х лет). Причем при нынешних требованиях рынка и темпах развития технического прогресса по истечению такого промежутка времени изделие, для которого проектировалась автоматическая линия, может морально устареть и производство его не будет экономически оправданным. Однако такие линии имеют высокую производительность, поэтому их выгодно использовать в массовом производстве, которое составляет в настоящее время не более 10% и имеет устойчивую тенденцию относительного уменьшения. Наибольшую же долю в настоящее время составляет серийное производство, автоматизация которого возможна только с использованием средств, способных оперативно переналаживаться на изготовление различных изделий. Такая автоматизация называется гибкой, которая позволяет осуществить решение следующих основных задач:

• оперативную перенастройку производства на изготовление различных изделий в пределах допустимых диапазонов изменения их характеристик;

• сокращение времени производственного цикла;

• повышение загруженности оборудования;

• сокращение запасов используемых материалов и технических средств;

• повышение производительности изготовления изделий.

Решение этих задач может осуществляться тремя основными путями:

• повышением производительности подготовки производства (эту задачу решают системы автоматизированной подготовки производства);

• интенсификацией режимов обработки;

• сокращением вспомогательного времени на транспортирование, межоперационное хранение изделий, ожидание процесса обработки и др.

Как показали статистические исследования, в серийном производстве машинное время, определяющее процесс непосредственного формоизменения изделий, составляет не более 5%. Поэтому интенсификация режимов обработки не позволяет значительного увеличить производительность производства изделий, а основную роль в достижении поставленной цели играет сокращение вспомогательного времени. Эта задача, может решаться путем улучшения организации труда при выполнении технологических процессов, однако в развитых современных производствах эти резервы уже практически исчерпаны. В настоящее время дальнейшее увеличение эффективности производства осуществляется путем его гибкой автоматизации, при которой непосредственное изготовление изделий осуществляется без участия человека с помощью технических средств, а человек выполняет функции подготовки производства изделий, наладки и наблюдения за выполнением технологических процессов.

Гибкость (производственная) - способность к быстрой перенастройке производства в целом.

Гибкое автоматизированное производство (ГАП) - система автоматизации, обеспечивающая способность оперативной перенастройки всего производства для изготовления различных изделий, охватывающая все производство - от идеи создания изделия до его изготовления. ГАП охватывает этапы научных исследований, автоматизацию подготовки производства (как конструкторской, так и технологической) и автоматизацию изготовления.

Создание ГАП стало возможным только в начале 60-х годов в связи с началом развития вычислительной техники и систем числового программного управления технологическим оборудованием. Научные же основы ГАП, такие как, например, принципы типизации технологических процессов и многооперационной обработки, были предложены еще в 30-х годах родоначальником научных основ технологии приборостроения профессором А.П.Соколовским.

На основании опыта эксплуатации действующих в настоящее время гибких автоматизированных производственных систем можно отметить следующие основные их достоинства:

• повышение производительности в 2-10 раз;

• удовлетворение спроса рынка в короткие сроки;

• уменьшение времени освоения изделий в 5-10 раз;

• уменьшение оборотных средств и повышение оборота капитала;

• уменьшение численности обслуживающего персонала в 5-10 раз;

• значительное увеличение загрузки оборудования (работа в 3 смены);

• уменьшение заделов;

• повышение стабильности изготовления и качества изделий;

• уменьшение занимаемых производственных площадей.

Необходимо отметить и основные недостатки таких систем:

• высокая сложность технических систем, что требует высокой надежности всех их элементов, приводит к высокой стоимости систем, требует высокой квалификации работающих;

• сложность изготовления деталей высокой точности (6-7 квалитетов точности).

Поэтому в настоящее время ведутся интенсивные работы по следующим основным направлениям в области гибких автоматизированных производств:

• повышение надежности всех технических систем ГАП;

• оптимальное управление (моделирование процессов изготовления, позволяющее создавать математическое и программное обеспечение для оптимальной работы ГАП);

• контроль качества изделий;

• техническая диагностика систем и элементов ГАП (оборудования, инструментов и др.);

• подготовка высококвалифицированного персонала.

В настоящее время в промышленно-развитых странах созданы и успешно развиваются фирмы, специализирующиеся на разработке гибких автоматизированных производств, их обслуживании и подготовки персонала для их эксплуатации.