ВВЕДЕНИЕ

Производительность машиностроительного производства обусловлена временем, необходимым для выпуска единицы продукции. Это время складывается из ряда составляющих, среди которых:

• • основное время, связанное непосредственно с процессом обработки или сборки изделия;
• • вспомогательное время, необходимое для выполнения подготовительных операций (загрузки и выгрузки деталей, быстрых ходов, контроля выполняемых функций И Т.Д.);
• • подготовительно-заключительное время, требуемое для наладки оборудования, монтажа и демонтажа специальных устройств и т.д. (относится к одной детали);
• • организационное время, связанное как с техническим обслуживанием оборудования (подналадка, смена и поднастройка инструментов и т.п.), так и с работой оператора (время на отдых и естественные надобности).

Сократить основное время обработки можно путем использования высокоскоростного оборудования, прогрессивных режущих инструментов, новых технологий. Подготовительно-заключительное время на современном этапе развития промышленности может быть сокращено в результате внедрения новейших автоматизированных систем подготовки производства. Средством сокращения вспомогательного и организационного времени является автоматизация производства.

В общем случае под автоматизацией производства понимают такой уровень его развития, при котором функции управления и контроля, ранее выполнявшиеся человеком, передаются приборам и автоматическим устройствам. Цель автоматизации заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства.

Исторически можно выделить несколько уровней автоматизации производства.

Первый уровень автоматизации — частичная автоматизация — подразумевает автоматизацию отдельных производственных операций, осуществляемую в тех случаях, когда управление процессами вследствие их сложности или скоротечности практически недоступно человеку и когда простые автоматические устройства эффективно заменяют его. На этом уровне осуществляется автоматизация рабочего цикла технологической машины, т.е. создаются полуавтоматы и автоматы. Следует подчеркнуть, что автоматизируется только одна технологическая операция сборки, обработки или контроля, а также вспомогательные процессы, непосредственно связанные с выполнением основных технологических операций.

В машиностроении наиболее распространены технологические машины с автоматизированным рабочим циклом. В этих автоматах рабочие и холостые ходы повторяются в заданной последовательности, и за каждый рабочий цикл выдается одно обработанное изделие (порция продукта).

На первом уровне автоматизации технологические машины-автоматы и агрегаты образуют независимые модули. Объединить их в производственные системы достаточно сложно, поэтому межмашинное транспортирование деталей, накопление заделов, разделение или соединение потоков деталей при их передаче на очередную операцию осуществляются вручную или с помощью средств механизации. При этом обычно отсутствует единая информационная основа для управления качеством продукции и работой отдельных машин-автоматов, что затрудняет применение автоматизированных систем управления.

Первый уровень автоматизации имеет два подуровня. После разработки отдельных полуавтоматов и автоматов (первый подуровень) переходят к автоматизации систем машин и созданию автоматических линий (второй подуровень). На этом подуровне автоматизации технические решения выходят за рамки конкретных технологических операций, охватывая весь технологический процесс, который представляет собой совокупность операций получения конструкционных материалов, их обработки, сборки и контроля деталей, сборочных единиц, изделий в целом. В этом случае должны быть автоматизированы и процессы, не связанные непосредственно с технологией обработки: доставка к машинам деталей, материалов, технологических сред, транспортирование от машины к машине, накопление межоперационных заделов, удаление отходов и т.п. Система управления автоматической линией координирует работу технологического и вспомогательного оборудования, а также выполняет функции организационно-экономического характера. Однако все остальные функции производства — организация, проектирование, снабжение, контроль и др. — реализуются как отдельные задачи и никак не связаны между собой.

Второй уровень автоматизации — комплексная автоматизация — предусматривает создание групп технологического оборудования, автоматизированных участков, цехов и заводов. Автоматизация этого уровня охватывает совокупность технологических процессов на участке или в цехе с соответствующим усложнением функций транспортирования деталей и складирования изделий, подачи к автоматическим линиям запасных инструментов и обновления технологических сред, удаления отходов производства (особенно усложняются функции автоматического управления и регулирования).

В настоящее время комплексная автоматизация представляет собой систему конструкторских и технологических решений по созданию высокопроизводительного производства, базирующуюся на широком использовании компьютеров и микропроцессорной техники для выполнения технологических и вспомогательных операций.

Третий уровень автоматизации — полная автоматизация — высшая ступень автоматизации, которая предусматривает передачу всех функций управления и контроля комплексно-автоматизированным производством автоматическим системам управления. Полная автоматизация реализуется в тех случаях, когда производство рентабельно, устойчиво, его режимы практически неизменны, а возможные отклонения могут быть заранее учтены, а также в условиях, недоступных человеку или опасных для его жизни и здоровья.

Полная автоматизация подразумевает кроме использования принципов комплексной автоматизации также разработку и внедрение ряда автоматических систем:

• • автоматизированной системы управления предприятием (АСУП);
• • автоматизированной системы управления организацией производства (АСУОП);
• • автоматизированном системы управления технологическими процессами (АСУТП);
• • автоматизированной системы плановых расчетов (АСПР);
• • автоматизированной системы обеспечения качества (АСОК);
• • системы автоматизированного проектирования (САПР);
• • автоматизированной системы научных исследований (АСНИ)и др.

Полная автоматизация производства основана на использовании компьютеров и сложного программного обеспечения и характеризуется гибкостью в решении каждой возможной проблемы (выполнение инновационных исследований, подготовка к выпуску новой продукции, размещение заказов, расшивка узких мест и др.)* В ее разработке участвуют большие коллективы специалистов — конструкторы, технологи, системотехники, математики, экономисты, программисты и др.

Автор: Фельдштейн Е.Э.