Функциональная модель гибкого производства

В виде примера локального источника воздействия на окружающую среду рассмотрим гибкие производственные системы (ГПС), которые являются одним из перспективным направлений автоматизации машиностроительного производства.

Согласно ГОСТ 26228-90 гибкая производственная система – это «управляемая средствами вычислительной техники совокупность технологического оборудования (ТО), состоящего из различных состояний гибких производственных модулей.

И (или) гибких производственных ячеек, автоматизированной системы технологической подготовки производства и системы обеспечения функционирования, обладающая свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий, разновидности которых ограничены технологическими возможностями оборудования».

Достоинства ГПС заключаются в следующем:

– обеспечение увеличения коэффициента использования технологического оборудования;

– трехсменную работу с ограниченным участием обслуживающего персонала;

– уменьшение времени переналадки технологического оборудования за счет автоматизации связанных с ней операций;

– сокращение длительного производственного цикла изготовления продукции и цикла подготовки производства при переходе на другую продукцию.

ГПЦ можно расчленить на три компонента:

  • система изготовления;
  • погрузочно-разгрузочные операции;
  • система управления.

Сочетание этих трех элементов составляет основу гибкого производства.

Любой способ производства, каков бы ни был выполняемый тип работы, должен осуществлять следующие операции:

  • изготавливать: обрабатывать, штамповать, сваривать, красить, производить сборку, ковать, мыть и т.д.
  • ориентировать: устанавливать детали в рабочее положение с рабочей точностью, которая, конечно же, зависит от типа осуществляемой операции (несколько микронов для шлифования и доводки и сантиметры для окраски и промывки) с конечной целью перемещения изделия на систему транспортировки.
  • транспортировать: перемещать деталь с одного поста на следующий пост, а также на место складирования или в следующий цех.
  • складировать: так как детали различны, то и время их изготовления неодинаково, следовательно, поток будет непостоянным и необходимо наличие промежуточного склада.
  • контролировать: проверять соответствие изделия качественным параметрам, т.е. иметь возможность изменять систему контроля, начиная от выборочного и кончая 100%-ым.
  • управлять производством: направлять каждую деталь к рабочему месту или месту складирования, которое ему соответствует в зависимости от стадии обработки этой детали в общем объеме операций, обеспеченности станков и оснасткой, инструментом и т.д.

Гибкое производство может иметь очень разные формы и разное назначение, начиная от высокоскоростного производства и кончая изготовлением деталей-прототипов.

Для детального рассмотрения целесообразно представить ГПС в виде «серого ящика».

Техническую систему ГПС представляют в виде тройки множеств А, О, Р.

(ГПС)= < А,О,Р>

где А – множество элементов, О – множество операций, Р – множество отношений.

Под множеством элементов А понимается множество Т компонентов комплекса технологического оборудования (ТО) ГПС и множество Y аппаратных средств управления

А = <Т, Y>.

Множество О операций включает в себя множества F, L, K, G

O = <F, L, K, G>,

где F – множество операций формообразования и сборки; L – множество операций транспортировки и складирования; K – множество операций контроля продукции и оборудования; G – множество операций управления.

Множество отношений Р определяется как множество материальных М, информационных I и энергетических потоков Е, P=<M,I,Е,J>, между которыми устанавливается множество связей.

J=<t,R,D,S,i,W,Q,B>,

где временные t, размерные R, свойства материалов D, экономические S, информационные i, кинематические W, силовые Q, граничные B связи.

Связей t, R, S, I достаточно с точки зрения технолога. С позиции конструктора наличие перечисленных четырёх связей в машине недостаточно.

Дополнительные связи получаются из определения механической системы, как соединения механических и (или) электромеханических узлов, работа которых координируется и управляется информационными сетями (или людьми), которые выполняют динамические функции, связанные с механическими силами, перемещениями и потоками энергии.

Согласно основным положениям теории механизмов и машин под механизмами или узлами, образующими механическую систему, понимается искусственно созданная система тел, предназначенная для преобразования движения одного тела или нескольких тел в требуемое, называют звеньями.

Каждое звено имеет своё особое движение, но движения отдельных звеньев связаны друг с другом. Соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой. Таким образом, возникают кинематические связи W.

Для выполнения машиной служебных функций необходимо силовое исследование, т.к. необходимо выявление условий, обеспечивающих заданный закон движения исполнительных
звеньев механизма.

Сюда относятся реакции, действующие в кинематических парах, так и силы, влияющие в функционировании механизма, прикладываемые со стороны других тел, участвующих в работе механизма, но не являющие его звеньями. Вследствие чего возникают силовые связи Q.

Множество операций определяет режим работы оборудования ГПC по преобразованию материальных тел потока М на основании и в точном соответствии с множеством отношений Р, свойственных данной ГПС, которые обеспечивают требуемое качество продукции q при заданной производительности v и минимальной себестоимости s. Множество значений B = <q, v, s> определяют граничные условия работы ГПЦ.

Они являются критериями, определяющими выбор (или проектирование) множества элементов А = <Т, Y>.

Множество операций F формообразования определяют совокупность операций системы, обеспечивающей формообразование заготовок.

Эти операции обеспечивают требуемое качество деталей, которые являются звеньями размерных цепей R основного и вспомогательного оборудования.

Множество операций L обеспечивает непрерывность материального потока М, согласованность действий подсистемы ГПС и оборудования в соответствии с информационными потоками, управляющими командами систем управления и диагностическими сигналами о состоянии технологического оборудования.

Множество операций К обеспечивают коррекцию материального, информационного и энергетического потоков, если параметры работающей системы выходят за граничные условия B.

Множество операций G сборочных операций определяет последовательность и режим сборки.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)