Автоматизированная система управления гибкой производственной системой
Для ускорения темпов обновления продукции необходим переход от автоматизации отдельных элементов производственного процесса к комплексной автоматизации на всех уровнях, применению гибких производственных систем (ГПС) в условиях единичного, серийного и массового производства. Применение ГПС в промышленности позволяет разрешить противоречия между высокой производительностью и отсутствием мобильности оборудования для массового производства и высокой мобильностью и низкой производительностью универсальных станков единичного и серийного производства. Базой для решения этой сложной и противоречивой задачи явились особые свойства гибких производственных систем:
· способность к быстрой перестройке на выпуск новой продукции за счет гибкости и мобильности;
· наличие высокого технического уровня оборудования, способного реализовать прогрессивные технологические процессы на основе высокой степени интеграции производства;
· возможность способствовать решению проблем улучшения труда работающих, повышения их профессионально-квалификационного уровня;
· создание предпосылок для постепенного стирания граней между умственным и физическим трудом;
· освобождение рабочих от тяжелого физического труда.
Основными характеристиками ГПС являются:
· способность работать автономно или некоторое ограниченное время без участия человека;
· автоматическое выполнение всех основных и вспомогательных операций;
гибкость, удовлетворяющая требованиям мелкосерийного производства;
· простота наладки, а также простота устранения отказов основного оборудования и систем управления;
· совместимость с оборудованием традиционного и гибкого производства.
Особенность ГПС состоит в групповой гибко перенастраиваемой технологии обработки изделий, высокой степени автоматизации, обеспечивающей минимальное участие человека в выполнении прямых производственных функций, связанных с технологическим процессом обработки изделий.
Гибкие производственные системы основаны на возможности использования оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ). Основным видом оборудования в ГПС являются обрабатывающие центры - одна из разновидностей станков с ЧПУ. В состав технологического объекта управления ГПС может входить следующее технологическое оборудование:
гибкий технологический модуль (ГТМ) — производственная единица, состоящая из одного или нескольких элементов технологического оборудования с ЧПУ, выполненная на базе мини- или микро-ЭВМ, способная функционировать автономно (по командам производственного персонала) или по командам от управляющего вычислительного комплекса. Гибкий технологический модуль, как правило, оснащен роботизированными устройствами подачи и удаления обработанных изделий и инструментов, автоматизированными устройствами (датчиками) измерения и контроля в процессе обработки, диагностики отказов и восстановления работоспособности, сбора и удаления отходов производства;
· автоматизированный складской модуль — единица производственного оборудования с локальной системой управления, выполненной на базе мини- или микро-ЭВМ, способная функционировать автономно или по командам от управляющего вычислительного комплекса (УВК);
· вспомогательный модуль (модуль комплектации инструментов, подготовки приспособлений, загрузки и выгрузки изделий и т. п.) - совокупность оборудования, предназначенного для обеспечения технологических модулей;
- гибкий контрольно-измерительный модуль – совокупность программно-переналаживаемого оборудования, предназначенного для осуществления контроля качества выполнения операций в ГТМ;
- автоматизированный транспортный модуль – единица производственного оборудования с локальной системой управления, выполненной на базе мини-или –микро ЭВМ, способная функционировать автономно или по командам от УВК.
В соответствии со структурно-организационными признаками гибкая производственная система может быть представлена в виде:
· гибкого автоматизированного участка (ГАУ), функционирующего по технологическому маршруту, в котором предусмотрена возможность изменения последовательности использования технологического оборудования;
· гибкой автоматизированной линии (ГАЛ), технологическое оборудование которой расположено в последовательности, соответствующей технологическим операциям;
· гибкого автоматизированного цеха (ГАЦ), представляющего собой в различных сочетаниях совокупность ГАЛ (ГАУ) для изготовления изделий данной номенклатуры;
· гибкого автоматизированного завода (ГАЗ), на котором осуществлена частичная или полная интеграция нескольких гибких автоматизированных цехов, линий, участков, модулей в единую производственную систему.
Автоматизированная гибкой производственной системой — автоматизированная многоуровневая интегрированная система. Она функционирует как автономно, так и во взаимодействии с компонентами интегрированной автоматизированной системы управления (ИАСУ) предприятия. Автоматизированная система управления производством выдает АСУ ГПС планы-графики запуска партий изделий в обработку, план подготовки производства для ГПС. Система автоматизации проектных работ осуществляет автоматизированную подготовку управляющих программ для гибких технологических и контрольно-измерительных модулей.
Иерархическая структура автоматизированного управления позволяет объединять управление различными производственными объектами и согласовывать их работу, т. е. подойти к производственному процессу как к единому целому, а не как к набору независимых частей. При этом можно автоматизировать весь комплекс производственных процессов, включая транспортные операции и различные организационные задачи.
