1.1 Основні характеристики гнучкого автоматизованого виробництва

Найважливіші характеристики ГАВ :

продуктивність;

гнучкість;

ефективність;

Визначаються, по-перше, характеристиками основного (верстати) і допоміжного

(ПР, накопичувачі, системи автоматизованого контролю й вимірів і т.д.) устаткування й по-друге, вдалістю компонування встаткування в ГПС.

1.1.1 Продуктивність гвс

Це найважливіший показник ефективності виробничого процесу. Найбільш надійним і зручним кількісним критерієм продуктивності була продуктивність, вимірювана кількістю виробів, зроблених в одиницю часу (шт/ год), або її зворотна величина - трудомісткість виготовлення конкретного виробу.

Прив'язка цих показників до конкретного виробу робить їх малоефективними для оцінки продуктивності процесу, з виходу якого знімаються різні вироби. ГПС робить не тільки різні деталі, але й різне їхнє число в одиницю часу.

Продуктивність не можна розглядати без таких понять як гнучкість і мобільність.

1.1.2 Поняття про гнучкість автоматизованого виробництва

Гнучкість:

можливість обробляти на одній і тій же технологічній лінії різні деталі в різних сполученнях;

можливість зміни в будь-який момент стратегії виробництва залежно від необхідності;

модифікування оброблюваних деталей без залучення додаткових значних витрат;

зміна складу технологічної лінії залежно від вимог;

повторне використання значного відсотка існуючих капіталовкладень у тому випадку, якщо доводиться повністю міняти тип продукції.

Гнучкість і продуктивність - це такі два фактори, які дуже важко поєднувати, і тому тільки з аналізу цих факторів можна визначити їхнє оптимальне співвідношення для об'єднання, і цей аналіз повинен виконуватися спільно конструктором і споживачем.

Цей аналіз повинен сприяти визначенню того, як і наскільки гнучка система виробництва може впливати й скорочувати собівартість продукції, де під собівартістю продукції розуміється як пряма вартість виробництва, так і всі непрямі витрати виробництва, які можуть бути змінені завдяки застосуванню цієї нової сучасної системи виробництва.

На технічному рівні (рисунок 1.1) можна представити системи максимальної гнучкості й низкою продуктивності (система, що складається тільки з обробних центрів), а якщо підвищувати продуктивність, жертвуючи якою те частиною гнучкості, доти , поки не буде досягнутий протилежний край, де будемо мати традиційну систему з максимальної, продуктивністю й майже неіснуючою гнучкістю.

Рисунок 1.1 - ГВС серед різних методів виробництва.

1 Оздоблювальні верстати зі ЧПК з ручним оперуванням.

2 Гнучкий виробничий модуль (ГВМ, FMM).

3 Гнучка виробнича чарунка (ГВЧ, FMC).

4 ГВС серійного виробництва (FMS).

5 ГВС або гнучка трансфер-лінія великосерійного виробництва (FMS або FTL)

6 Стаціонарні трансфери-лінії або спецверстати великосерійного виробництва.

Необхідно, використовуючи технологію числового програмного керування, технологію обчислювальної техніки й відповідного математичного забезпечення попередньо визначити, а потім і одержати необхідне співвідношення між гнучкістю й продуктивністю (поєднуючи в такий спосіб технічні вимоги виробничого процесу з економічними аспектами, пов'язаними із собівартістю готової продукції).

Гнучкі виробничі системи, призначені для обробки деталей, розташовуються на поле різних виробничих систем у проміжку між обробними центрами (ОЦ), застосовуваними в штучному й дрібносерійному виробництві, і автоматичними трансферлініями й спеціальними верстатами, застосовуваними в великосерійном виробництві (рисунок 1.1 ).

Можна сказати, що в ГВС прагнуть з'єднати переваги дрібносерійного й великосерійного виробництва. Традиційне дрібносерійне виробництво, засноване на окремих металообробних верстатах (наприклад на ОЦ), дуже гнучке, але ступінь автоматизації дуже низька. Через цього також загальна рентабельність залишилася слабкою. Для великосерійного виробництва вже давно був характерний високий ступінь автоматизації й ефективність, що базує на ній, але в нього, з іншого боку, не вистачало гнучкості. Це традиційна розбіжність між продуктивністю (ефективністю) і гнучкістю вирішується в ГПС застосуванням тих досягнень, які готові до експлуатації в області металорізальних верстатів, інструментальних систем, вимірювальної технології, методів переміщення матеріалу, і систем керування.

Більша частина вже наявних гнучких систем розташовується на третій ділянці (рисунку 1.1), тобто ГВС серійного виробництва. Відносно властивостей різних виробничих систем і різних видів технології, застосовуваних у них, різниця невелика між ділянками 3 і 2, а також між ділянками 3 і 4. На другій ділянці є гнучкі виробничі осередки (FMC) і гнучкі виробничі модулі (FMM). Ці виробничі одиниці менше по своєму розмірі, чим основна ГВС третьої ділянки.

Під поняттям ГВМ (гнучкий виробничий модуль) тут розуміє верстат зі ЧПК, що автоматизований за допомогою різних периферійних пристроїв. Таким є, наприклад, ОЦ, постачений накопичувачем палет, або модуль токарської обробки, що складає з токарського верстата й промислового робота. Коли два верстати прив’язуються між собою автоматичною системою транспортування й маніпулювання деталей і утворять працездатну одиницю, і коли така одиниця забезпечується необхідними контрольними пристроями, можемо говорити про гнучкий виробничу чарунку (ГВЧ). Виробничі одиниці ГВМ і ГВЧ можна використати як конструктивні одиниці для більше широкої системи ГВС. На рисунку 1.1 наочно показуються ГВМ і ГВЧ.

Різниця між ГВС середнесерійного виробництва (третя ділянка на рисунку 1.1) і ГПС для великосерійного виробництва (гнучка трансферлінія, 4-й ділянка) в основному тільки в тім, що в великосерійному виробництві допускається небагато меншої гнучкості, але для компенсації цього, потрібно більше висока продуктивність, так що час виробничого процесу на кожну деталь є значно коротше. Це звичайно викликає більше маніпулюційних операцій в одиниці часу й більше короткий машинний час, причому від верстатів і системи переміщення матеріалу ГВС у великосерійному виробництві потрібні відповідні характеристики.

Гнучкі виробничі системи звичайно складаються з певної кількості верстатів, системи транспортування й розвантаження деталей і системи керування, що складає з однієї або декількох ЕОМ і відповідного математичного забезпечення.

Верстати можуть бути спеціалізовані або універсальні, однакові або різні, більш-менш гнучкі, оснащені чи ні якими-небудь особливими апаратурами.

Система транспортування може бути організована для транспортування деталей, оснащення, палет (супутників) або ж тільки для перевезення деталей; може бути більше твердої (наприклад, лінія на роликах із приводом), або ж більше гнучкої (наприклад, самохідні візки на рейках або з керуванням по проведенню; може виконувати тільки подачу окремих деталей, а потім роботи будуть забирати ці деталі й закріплювати або знімати їх на оснащенні верстатів.

Може, нарешті, виконувати перевезення тільки деталей, або також і перевезення інструментів.

Система керування може бути найпростішої (керування тільки одним рухом візків або деталей) або може ускладнюватися й бути системою, що управляє програмою обробки деталей, магазином з інструментами, якістю обробки, стратегією, - які змінюються залежно від вимог виробництва; нарешті, може бути складною системою комплексного керування цехом з усіма його складовими частинами.