Автоматизация производства на предприятии

     Бороться  за долю мирового рынка нашему производителю  не всегда под силу, поэтому цель на оптимизацию, автоматизацию и  модернизацию производства должна быть основной – это все понимают.

     Методы  автоматизации производства и научные  основы автоматизации развиваются  главным образом по 3 направлениям.

     Во-первых, разрабатывают методы эффективного изучения закономерностей объектов управления, их динамики, устойчивости, зависимости поведения от воздействия  внешних факторов. Эти задачи решаются исследователями, конструкторами и  технологами-специалистами конкретных областей науки и производства. Сложные  процессы и объекты изучают методами физического и математического  моделирования, исследования операций с использованием аналоговых и цифровых вычислительных машин.

     Во-вторых, определяют экономически целесообразные методы управления, тщательно обосновывают цель и оценочную функцию управления, выбор наиболее эффективной зависимости  между измеряемыми и управляющими параметрами процесса. На этой основе устанавливают правила принятия решений по управлению и выбирают стратегию поведения руководителей  производства с учётом результатов  экономических исследований, направленных на выявление рациональных закономерностей  системы управления. Конкретные цели управления зависят от технико-экономических, социальных и других условий. Они  состоят в достижении максимальной производительности процесса, стабилизации высокого качества выпускаемой продукции, наибольшего коэффициента использования  топлива, сырья и оборудования, максимального  объёма реализованной продукции  и снижении затрат на единицу изделия  и др.

     В-третьих, ставится задача создания инженерных методов наиболее простого, надёжного  и эффективного воплощения структуры  и конструкции средств автоматизации, осуществляющих заданные функции измерения, обработки полученных результатов  и управления. При разработке рациональных структур управления и технических средств их осуществления применяют теорию алгоритмов, автоматов, математическую логику и теорию релейных устройств. С помощью вычислительной техники автоматизируют многие процессы расчёта, проектирования и проверки устройств управления. Выбор оптимальных решений по сбору, передаче и обработке данных основывается на методах теории информации. При необходимости многоцелевого использования больших потоков информации применяются централизованные (интегральные) методы её обработки[13, c.322].

     Структура управления, оптимально выбранная для  выполнения заданных целей, в сочетании  с комплексом технических средств (измерительных, регулирующих, исполнительных, по сбору и обработке информации всех видов и т. д.), во взаимодействии с объектом управления и человеком (оператором, диспетчером, контролёром, руководителем участка) на основе рационально  построенных форм и потоков информации образует автоматизированную систему  управления (АСУ). В СССР системный  подход к построению и использованию  комплекса средств автоматизации  измерения и управления, широкое  агрегатирование этих средств в  рамках государственной системы  промышленных приборов и средств  автоматизации (ГСП) стал основой государственной  политики в области А. п.

     В современную АСУ входят устройства для первичного формирования, автоматического  извлечения и передачи, логической и математической обработки информации, устройства для представления полученных результатов человеку, выработки  управляющих воздействий и исполнительные устройства. В ГСП все они группируются по функциональному, информационному  и конструктивно-технологическому признакам, образуя на унифицированной  элементной базе блочные наборы, из которых составляются необходимые  агрегатные комплексы средств автоматизации.

     В настоящее время все эти методы имеют место, а также появилось  множество других разновидностей и  комбинаций, прежде чем определить подходящий для вашей области или процесса метод следует определиться с техническими средствами автоматизации

2.2 Уровни автоматизации

     Уровень и способы автоматизации зависят  от состава рабочих мест, оснащенности их техническими средствами и серийности выпускаемой продукции. Условно  все рабочие места можно разделить  на три группы.

     К первой группе относятся рабочие  места, на которых выполняются работы вручную, а рабочие, занятые при  машинах и механизмах, выполняют  только функции по обслуживанию машин  и механизмов. В этой группе объединяются рабочие, которые не ведут технологические  процессы, а занятые постоянно  только загрузкой и выгрузкой  предметами труда машин и механизмов.

     Сюда  относятся профессии аккумуляторщиков, такелажников, другие профессии рабочих, выполняющих работу вручную более 50% времени, а также рабочие, выполняющие  работу при помощи простейших инструментов, наладчики, слесари и ремонтники.

     Ко  второй группе относятся рабочие  места, на которых выполняются работы механизированным способом при помощи машин, станков и механизмов. К  рабочим выполняющим работу механизированным способом относятся, работающие при  помощи машин и механизмов, аппаратов  и механизированных инструментов, приводимых в действие паром, электрическими, пневматическими, гидравлическими и т.п. приводами, а также осуществляющие наблюдение за действием машин и механизмов.

     В этом случае рабочие выполняют работу на оборудовании (включая аппаратные процессы с ручным управлением цикла  обработки) с помощью исполнительских  механизмов. При непосредственном участии (включая управление исполнительным механизмом) рабочего осуществляется выполнение всех переходов (операций) по воздействию на предмет труда. Кроме этого сюда относятся операции по перемещению исполнительного механизма к предмету труда или наоборот, перемещение предмета труда к механизму с приложением физического усилия (например, ручной подвод исполнительного механизма к обрабатываемому предмету, обработка с ручной подачей и т.д.); управление исполнительным механизмом оборудования без непосредственного приложения физических усилий для изменения формы или размера, обрабатываемого предмета труда (например, обработка деталей инструментом с самоходной подачей суппорта к предмету труда);

     При этом уровне механизации выполняется  также настройка оборудования, изделий  или приборов, при помощи электронных  и радиоизмерительных приборов, установок, стендов. Как правило, это рабочие, занятые загрузкой (выгрузкой) вручную  или с помощью простейших механизмов (пинцет, присоска и т.д.) оборудования и машин. Они производят дальнейшую технологическую обработку изделий (разварку, посадку, сборку, герметизацию, травление, измерение и т.д.) Выполнение технологической операции в этом случае производится при воздействии  рабочего любой профессии на соответствующие  механизмы управления машин, станков  или оборудования.

     На  этом уровне механизации заняты рабочие  таких профессий как аппаратчики  всех профилей, водители, машинисты, станочники и операторы всех специальностей, занятые загрузкой оборудования вручную, гальваники, испытатели, измерители, кладовщики на комплексно-механизированных складах, лаборанты, занятые работой  на оборудовании, контролеры на испытательных  операциях, электромонтеры по обслуживанию оборудования и другие.

     К третьей группе относятся рабочие  места, на которых технологические  операции выполняются в автоматическом режиме. Автоматизация имеет целью  исключить последовательно различные  функции, выполняемые рабочими из первой и второй групп. Различают пять уровней автоматизации.

     Первый  уровень автоматизации характеризуется тем, что автоматизируется цикл обработки изделия. В автоматическом режиме осуществляется управление последовательностью и характером движений рабочего инструмента для получения заданной формы, размеров и качественных характеристик обрабатываемой детали. Наиболее полное воплощение автоматизация этого уровня получила в станках с числовым программным управлением (ЧПУ). При этом обеспечивается возможность оптимально осуществлять функции управления для широкой номенклатуры деталей. Значительно возрастает производительность труда по сравнению со станками, имеющими ручное управление, существенно повышается качество продукции.

     В этом случае рабочие выполняют работу на оборудовании, включая аппаратные процессы с автоматическим циклом обработки, на котором без непосредственного  участия человека автоматически  и полуавтоматически осуществляется выполнение переходов и операций по непосредственному воздействию  на предметы труда. Рабочий может  осуществлять следующие действия: установку  и снятие предметов труда или  заполнение предметами труда и необходимыми материалами загрузочных устройств; пуск и установку оборудования; активное наблюдение за работой оборудования; контроль обработки; смену инструмента, наладку и подналадку оборудования; удаление отходов в пределах рабочего места.

     Второй  уровень автоматизации предполагает автоматизацию постановки и снятия деталей со станка, то есть загрузку оборудования. Такой уровень автоматизации позволяет рабочему обслуживать несколько технологических единиц оборудования, таким образом перейти к многостаночному обслуживанию. В качестве загрузочных устройств широко используются промышленные роботы. Они отличаются большой универсальностью и быстротой переналадки.

     Второй  уровень автоматизации, как правило, обеспечивается созданием роботизированных технологических комплексов (РТК). В  них робот может обслуживать  как один так и группу станков  или оборудования.

     Третий  уровень автоматизации. На этом уровне автоматизируется, ранее выполняемый рабочим вручную, контроль за состоянием инструмента и своевременной его заменой (контроль за фактическим состоянием каждого инструмента и его износом); качества обрабатываемых изделий (размеров, чистоты поверхности, а где возможно качества изделия после термических, диффузионных, химических и других процессов); за состоянием станков и оборудования, удалением стружки и других отходов производства, а также контроль и подналадку технологических процессов (адаптивное управление).

     Автоматизация перечисленных операций освобождает  рабочего от постоянной связи с обслуживаемой  установкой и открывает возможность  расширения зоны обслуживания оборудования одним человеком. Оборудование данной группы предполагает длительную его  работу в автоматическом цикле при  периодическом наблюдении за его  работой и загрузкой, контролем  точности и подналадкой. Однако работа в таком режиме требует большого запаса комплектующих и деталей  для работы течение нескольких смен.

     При таком уровне автоматизации рабочие  выполняют работу на автоматических линиях, автоматах, автоматизированных агрегатах, установках и аппаратах. К этой категории относятся также  рабочие, занятые работой по управлению, контролю, периодической регулировке  автоматических линий, автоматов, агрегатов, комплексов.

     Как правило, к первому уровню автоматизации  относятся профессии автоматчиков, станочники всех профессий на автоматических станках и станках с программным  управлением, наладчики автоматических линий, операторы различных профессий, занятых обслуживанием автоматических и полуавтоматических линий, станков, установок, станков с программным  управлением и им аналогичным[15, c.451].

     Третий  уровень автоматизации реализуется  путем создания адаптивных роботизированных технологических комплексов (РТК), гибких производственных модулей, имеющих  в своем составе, например, обрабатывающий центр, ПР, устройства контроля, диагностики  и подналадки, другие вспомогательные  механизмы, управляемых от одного контроллера  или других управляющих устройств

     Четвертый уровень автоматизации. В этом случае осуществляется автоматическая переналадка оборудования. При ручной переналадке оборудования, она занимает значительную часть рабочего времени. Чем чаще по условиям производства требуется переналадка, тем больше оказываются потери времени и уменьшается зона обслуживания одним рабочим. Естественно стремление применять такие инструмент, оснастку и приспособления, методы задания режимов обработки и циклов производства, загрузочных устройств и контрольных систем, которые способны осуществлять автоматическую переналадку оборудования.

     Оборудование  с автоматической переналадкой экономически выгодно при обработке любых  партий деталей и целесообразно  при выпуске сборочных комплектов деталей, необходимых для обеспечения  ритмичной работы сборочных цехов. Оно позволяет существенно сократить  объемы незавершенного производства, сократить до минимума производственный цикл изготовления изделий.