Автоматизация производства и информационные системы на предприятии (на материалах предприятия - ООО «Уралресурсы»)

Автоматические поточные линии подразделяются на:

                  непереналаживаемые;

                  переналаживаемые.

Непереналаживаемые автоматические линии компонуются, как правило, из специальных станков и при переходе на другую конструкцию требуют значительной реконструкции.

Переналаживаемые автоматические линии компонуются не из специального оборудования, а из специализированных и даже универсальных станков. Эти станки могут обрабатывать не одну деталь, а ряд деталей в широком диапазоне габаритов, форм и размеров.

По способу транспортировки изделий автоматические линии подразделяют на линии с непрерывной или периодической транспортировкой изделий.

Рассмотрим основные методики расчета автоматических линий.

1.2.2 Расчеты автоматических линий

При проектировании автоматических линий выполняется ряд расчетов. В значительной степени их содержание соответствует расчетам неавтоматических линий. Вместе с тем имеются и некоторые особенности.

К числу такого рода расчетов относится определение такта автоматической линии. Тактом называют время, в течение которого выдастся готовая деталь или группа деталей. Расчетный такт линии определяется по формуле:

rn = tц + t о.mр + t п.mр + t ф.mр, (1)

где rn – расчетный такт АПЛ, мин; tц – длительность цикла лимитирующего станка или агрегата, мин; t о.mр - время освобождения транспорта от фиксации, мин; t п.mр - время перемещения, мин; t ф.mр – время фиксации, мин. Для автоматических линий непрерывного действия, у которых готовые детали выдаются не периодически, а непрерывно, t о.mр= 0 и t ф.mр = 0.

Длительность цикла работы станка – это среднее время, в течение которого все циклически действующие узлы и механизмы линии совершают движения в заданной последовательности и возвращаются в исходное положение. Так, для металлорежущего оборудования длительность цикла рассчитывается по формуле:

rn = tтехн + t всп + t о, (2)

где tтехн – среднее машинное время, затрачиваемое непосредственно на формообразование, с учетом врезания и выхода инструмента, мин; t всп -среднее вспомогательное время, затрачиваемое на зажим и фиксацию, на перемещение с позиции на позицию, на быстрый подвод-отвод, мин; t о – среднее время ожидания срабатывания медленно работающих агрегатов в составе линии, мин.

Действительная штучная производительность станочной автоматической линии определяется по следующим формулам; для однопоточной линии, шт./ч,

Qф = 60 / r П* hЭ, (3)

Где Qф – производительность линии, шт./ч; r П – расчетный такт, мин; hЭ – эксплуатационный коэффициент, учитывающий техническое и организационное обслуживание и другие затраты времени;

для многопоточной линии, шт./ч,

Qф =Р 60 / r П* hЭ, (4)

где Р – количество потоков.

На автоматических поточных линиях особенно сложны расчеты заделов. В бункерных автоматических линиях образуются заделы двух видов: компенсирующие и пульсирующие. Компенсирующие заделы образуются в случае, если смежные участки автоматической линии имеют разные такты работы. Пульсирующие заделы создаются для поддержания ритмичности выпуску продукции поточной линией. Их назначение состоит в том, чтобы предупредить аритмию хода производственного процесса на отдельных операциях АПЛ.

1.2.3 Организация рациональной эксплуатации АПЛ

Для обеспечения бесперебойности и эффективности работы автоматических линий на предприятиях создается система их эксплуатации. Рациональная система эксплуатации автоматических потоков, поточных линий включает организацию технического обслуживания, ремонта, системы контроля и управления качеством продукции и административно – технического управления.

Система технического обслуживания АПЛ предназначена для обеспечения нормального их функционирования и выполнения работ по техническому и эксплуатационному обслуживанию. Эта работа выполняется наладчиками, операторами и другим линейным персоналом.

Система ремонта создается для сохранения АПЛ в рабочем состоянии и поддержания технических параметров оборудования на уровне, необходимом для выпуска продукции заданного качества. Ремонт оборудования линий обеспечивается службами главного механика и энергетика с привлечением линейного персонала.

Система контроля и управления качеством продукции направлена на обеспечение выпуска продукции в соответствии с техническими требованиями и максимальное уменьшение брака. Эти вопросы решают наладчики АПЛ и работники ОТК.

Система административно-технического персонала обеспечивает реализацию требований рациональной организации производства, труда и управления при эксплуатации АПЛ. Функционально эта система подчиняется начальнику цеха.

Техническое и организационное обслуживание включает режим снабжения линии заготовками, методы загрузки начального и разгрузки конечного магазинов, порядок уборки линии и очистки изделий и стружки. В картах наладки указаны схемы обработки изделий и контроля качества; объем, содержание и трудоемкость переналадочных операций; оптимальная последовательность перехода обработки на линии с одного типоразмера на другой. Определена технология ухода за смазочными устройствами и разработан порядок подачи смазочно-охлаждающей жидкости.

Организация инструментального обслуживания линии включает комплекс мероприятий, с помощью которых производство эффективно обеспечивается инструментами. Особенно важными мероприятиями являются подготовка инструмента к эксплуатации, его учет, хранение, доставка на линию и порядок смены. Причем предусмотрена регламентированная схема инструмента. Система ремонта обеспечивает организацию ремонтообслуживания автоматических линий. В методических материалах определяется структура ремонтного цикла, численность ремонтного персонала, нормативы простоя оборудования в плановом ремонте, порядок снабжения запасными частями для ремонта, рекомендована оснастка для ремонтных работ. Система контроля качества на АПЛ представляет собой совокупность средств и организационно-технологических мероприятий, предназначенных для обеспечения, поддержания и проверки выполнения заданного уровня качества на всех этапах изготовления продукции. Входной контроль обработанных заготовок и полуфабрикатов и выходной контроль обработанных изделий осуществляется контролерами ОТК, операционный контроль – наладчиками, обслуживающими оборудование автоматических линий. Причем операционный контроль является активным и обеспечивает выполнение технических требований путем подналадочных или ремонтных работ. При разработке этого вида контроля определены контролируемые параметры, число деталей в выборке и периодичность проверки, а также измерительные средства.

Охарактеризуем организацию производства с применением программно-управляемого оборудования.

1.3 Организация производства с применением программно-управляемого оборудования

Прогрессивным направлением автоматизации производства в машиностроении является применение станков с числовым программным управлением (ЧПУ).

Применение станков с ЧПУ в сравнении с обычным оборудованием создает ряд технико-экономических преимуществ. Производительность этих станков выше производительности станков такого же типа без программного управления более чем в три раза, потребность же в производственных площадях в три раза меньше. Значительно возрастает производительность труда рабочих. Большой эффект станки с ЧПУ дают при выполнении особо сложных технологических операций, потому что с их использованием высвобождаются высококвалифицированные рабочие, а также резко сокращаются затраты на технологическую подготовку.

Главный эффект программного управления заключается в увеличении до 80 – 90% времени работы оборудования (15-20% у обычных станков) Обусловлено это тем, что резко сокращается вспомогательное время, время на смену инструмента и переналадку оборудования. Переналадка станков в этом случае заключается в замене программы, записанной на магнитной или перфорационной ленте, а в ряде случаев – в замене инструмента.

Широкий диапазон работ, выполняемых станками с ЧПУ, делает их особенно ценными в единичном и мелкосерийном производстве, а также на предприятиях. Выпускающих сложную продукцию. Имеется опыт включения станков с программным управлением в поточные линии на предприятиях серийного и массового производства.

В современных условиях широко распространяется такой вид программного оборудования, как обрабатывающие центры. Они представляют собой многооперационные станки с автоматической сменой инструмента. По мнению специалистов, обрабатывающие центры по своей производительности эквивалентны 3-4 станкам с ЧПУ и 8-12 обычным станкам. При условии правильного выбора и условий эксплуатации затраты на приобретение обрабатывающих центров окупаются за три-четыре года.

Весьма актуальным является повышение эффективности использования станков с ЧПУ, так как в настоящее время на некоторых предприятиях это дорогостоящее оборудование простаивает. Как показывают результаты анализа работы станков с программным управлением на предприятиях, до 60% простоев станков обусловлено недостаточным уровнем организации производства.

К числу причин простоев можно отнести низкую нагрузку оборудования, недостаток программ, плохую организацию обслуживания и эксплуатации, отсутствие необходимых видов инструмента и т.д.

Для эффективного использования станков с программным управлением необходимо создать систему организационного обеспечения. Она должна представлять собой комплекс взаимодействующих мероприятий, подчиненных основной задаче – изготовлению деталей высокого качества в намеченные сроки и при минимальных затратах труда и денежных средств.

Система организации работ должна включать технико-экономическое обоснование применения станков с ЧПУ, номенклатуру обработки деталей на станках, специальную организационную структуру систему, надлежащее обслуживание станков, автоматизированную разработку управляющих программ. Рассмотрим некоторые из названных положений системы.

Решение о внедрении станков с ЧПУ должно приниматься на основе анализа экономической эффективности применения станков в определенных организационно-технических условиях. Целесообразным считается применение станков с ЧПУ в том случае, если предполагаемый объем работ обеспечит загрузку одного или нескольких специализированных участков, оснащенных такими станками, а ожидаемый экономический эффект позволит окупить вложенные средства в приемлемые сроки.

В ряде случаев приобретение оборудования с ЧПУ оправдывается тем, что они позволяют ликвидировать узкие места производства, обрабатывать уникальные детали, добиться необходимой точности при изготовлении продукции и т.д.

Важной задачей является выбор типа станка и технологии обработки. В этом случае вначале определяют экономичность выбранного варианта и основное время обработки деталей в зависимости от способа обработки. Эффективность выбранного варианта оценивают показателем удельного веса основного времени обработки:

Ков = tо/tп (5)

где tо – основное время обработки, мин; tп – производственное время изготовления детали на станке с ЧПУ, мин.

Одним из главных условий движения высоких экономических показателей эксплуатации станков с программным управлением является формирование целесообразной номенклатуры обрабатываемых деталей.

Практика эксплуатации станков с программным управлением показала, что эффективная работа возможна при построении специально организационной структуры, сориентированной на изменения, которые вносит появление в парке оборудования станков с ЧПУ. Опыт отечественных и зарубежных предприятий свидетельствует о целесообразности установки станков с ЧПУ в одном помещении, создания специализированных участков и цехов.

Важным элементом структуры организации системы работ на станках с ЧПУ является отдел (бюро) программного управления, создаваемый на предприятиях и в объединениях, обладающих значительным количеством таких станков. В состав отдела (бюро) программного управления входят технологическое бюро (группа), бюро (группа) программирования, бюро (группа) внедрения.

Технологическое бюро обеспечивает отбор деталей для обработки на станках с ЧПУ, разрабатывает маршрутную и операционную технологию обработки, выбирает инструмент и оснастку, составляет задания для расчета программ, которые передаются в бюро программирования.

Бюро программирования готовит исходные данные для расчета программ на ЭВМ, производит кодирование и расчет программ, их проверку. В бюро создается специальная группа, осуществляющая запись программ на ленту и контроль программ.

Бюро внедрения отрабатывает и контролирует программы и технологические процессы, осуществляет обработку контрольной партии деталей и сдает ее отделу технического контроля.

Далее мы рассмотрим вышеизложенный теоретический материал на примере организации автоматизированного производства, в качестве объекта будет являться специфический вид производства – торговля, а именно торговая организация ООО «Уралресурсы». Как такового автоматизированного производства на данном предприятии нет, а в качестве примере будут рассмотрены автоматизированные систему управления.

2. Информационные системы, применяемые в ООО «Уралресурсы»