Гибкие производственные системы – основное направление комплексной автоматизации машиностроительного производства

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Курганский  Государственный Университет

Кафедра автоматизации производственных процессов 
 
 

РЕФЕРАТ  

Гибкие  производственные системы – основное направление комплексной автоматизации  машиностроительного производства 

Выполнил:

  студент группы Т-1131

Иванова Елизавета Владимировна 

Проверил:

  перподователь 

Кузнецов  Виктор Павлович 
 
 
 
 

Курган, 2011 г. 
 

Содержание 
 

Введение     ……………………………………………………………………………………………………….3 

1.  Общие  подходы к созданию гибких  производственных систем ……………….5
1. Гибкость производственных систем …………………………………………………5
2. История развития ГПС ……………………………………………………………………….7
3. Основные приемущества ГПС …………………………………………………………..9
2. Структура ГПС ……………………………………………………………………………………………..11
1. Cоставные части ГПС ………………………………………………………………………..14
2. Система обеспечения функционирования и управления ГПС ……….15
3. ГПС в машиностроении ……………………………………………………………………………..16
1. Проблемы при создании ГПС ………………………………………………………….17
4. Оборудование, применяемое в ГПС ………………………………………………………….18
1. Оборудование для изготовления заготовок …………………………………..18
2. Станки токарной группы ………………………………………………………………….25
3. Станки для обработки корпусных и плоскостных деталей …………….27

Заключение ……………………………………………………………………………………………………..29

Список  литературы .…………………………………………………………………………………………30 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение

  Создание  материально-технической базы невозможно без наличия в стране постоянно развивающегося опережающими темпами машиностроения на основе передовых мировых достижений науки и техники. Основой такого машиностроения является всесторонняя комплексная автоматизиция процессов от идеи создания до производства и поставки готовой продукции, анализа ее использования с целью постоянного улучшения качества и обновления.

  Создание  прогрессивных технологических  систем стало возможно в результате развития таких областей науки и техники, как технология машиностроения, электроника, информатика, математика, экономика, организация производства и др. Это системы взаимосвязанных машин, приборов, оборудования, выполняющие основные, вспомогательные и обслуживающие процессы на основе новой организации и управления. Правильно сбалансированные с учетом технико-экономических факторов системы способны решить задачи по повышению производительности труда, снижению потребления ресурсов, повышению качества продукции.

  В новых условиях хозяйствования прогрессивным  является только такое производство, которое активно и динамично  реагирует на возникающие задачи. Научно-технический прогноз развития промышленного производства показывает, что именно гибкие производственные системы (ГПС) наилучшим образом удовлетворяют требованиям заказчика, решают проблемы конкурентоспособности продукции на мировом рынке, обеспечивают высокую рентабельность производства и его эффективность. Эти системы позволяют избежать затоваривания ненужной продукцией и эффективного расходования всех видов ресурсов. Этот тип производства может работать по прогрессивному принципу «делай вовремя», так как поставки заготовок, деталей, сборок и т. д. осуществляются строго и в определенное время.

  Необходимость ускорения темпов обновления продукции  обуславливает переход машиностроения от автоматизации отдельных элементов производственного процесса к комплексной автоматизации на всех уровнях, применению ГПС в условиях единичного, серийного и массового производств. Новая концепция открыла пути решения сложившегося противоречия между высокой производительностью и отсутствием мобильности производственного оборудования массового производства, высокой мобильностью и низкой производительностью универсальных станков единичного и серийного производств.

  Базой для решения этой сложной и  противоречивой задачи явились особые свойства гибких производственных систем: их 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; выпуск конкурентоспособной и высокоэкономичной продукции.

  Одновременно  гибкие производственные системы способствуют решению проблемы по улучшению труда работающих, создают предпосылки для постепенного стирания граней между умственным и физическим трудом, освобождают рабочих от тяжелого физического труда, стимулируют повышение профессионального уровня работающих, создают объективные условия для повышения производительности труда. 
 
 
 
 

1.Общие подходы к созданию гибких производственных систем

  Гибкие производственные системы  (ГПС) - это совокупность в разных  сочетаниях оборудования с ЧПУ  (числовое программное управление), роботизированных комплексов, гибких  производственных модулей, отдельных  единиц технологического оборудования  и систем обеспечения их функционирования  в автоматическом режиме в  течении заданного времени, обладающая  свойствами автоматизированной  переналадки при производстве  изделий произвольной номенклатурой.

  ГПС представляет собой систему, допускающую иерархическую организацию, с комплексно автоматизированным производственным процессом, работа всех компонент которой (технологического оборудования, транспортных и складских средств, погрузочно-разгрузочных устройств, мест комплектации, средств измерения и контроля и т.п.) координируется как единое целое системой управления, обеспечивающей быстрое изменение программ функционирования элементов при смене объектов производства.

1.1.Гибкость  производственных  систем.

            Традиционно под  гибкостью понимают способность данного производства оперативно перейти на выпуск измененной номенклатуры изделий. Однако это важное свойство далеко не исчерпывает всей глубины понятия гибкость. Действительно, кроме вида изделий может изменяться и требуемое их количество, а также временной режим выпуска. Кроме того, могут меняться и характеристики входа: вид и свойства заготовок, режущие свойства инструмента, а также параметры среды функционирования: давление, температура, влажность и др.

  Все это требует наличия у производственной системы свойства, позволяющего адаптироваться к новым условиям с тем, чтобы параметры функционирования процесса были постоянно на требуемом уровне. Таким образом, в широком смысле под гибкостью производственной системы следует понимать ее способность быть адекватной в заданном смысле текущим условиям ее функционирования.

  Степень адекватности будет определяться запасом  свойств требуемого содержания. Естественно, что любой запас, если он не используется, в принципе ухудшает характеристики функционирования процесса. Из этого следует, что и гибкость производственной системы тоже должна быть в определенных целесообразно допустимых пределах.

  Например, в однопредметной автоматической линии  не нужно переходить на изготовление другой детали, однако может оказаться важным иметь возможность варьировать величиной такта. Наоборот, на многопредметном технологически замкнутом участке свойство мобильной переналадки является основным. Режим сдачи продукции при этом остается неизменным (например, посменный).

  В плане использования людских  ресурсов производство, на котором  каждый рабочий освоил несколько  специальностей, будет более гибким, а следовательно, и эффективным. Очевидно, что может быть огромное количество различных форм проявления свойства гибкости.

  Однако  общий подход к формированию гибкости производства, т. е. фактически способности его к адаптации, должен основываться на следующих принципах: 1) содержание понятия «гибкость» конкретно для каждого производства и данных условий его функционирования; 2) свойства гибкости имеют иерархическую структуру; 3) комплект свойств, характеризующих конкретное содержрание гибкости, должен быть минимально необходимым; 4) в каждой конкретной ситуации имеется лимитирующее свойство, от которого зависит гибкость производственной системы; 5) гибкость для данного производства должна устанавливаться на оптимальном уровне.

  Отметим в качестве примеров ряд способов и методов реализации свойства гибкости: 1) использование в одной технологической цепочке станков с взаимно перекрытыми технологическими возможностями, что дает гибкость в комплектовании содержания отдельных операций;

  2) использование трехсменной работы оборудования в режиме безлюдной технологии для обеспечения потребности производства в комплектующих изделиях с особенно длительным циклом их изготовления;

  3) использование станков с ЧПУ, что фактически приводит к унификации квалификации рабочего персонала в виде операторов, которые могут работать на любых станках (еще один эффект применения станков с ЧПУ состоит в обезличивании обрабатываемых заготовок при работе по системе склад — станок — склад и соответственно минимальных затратах на переход с одной программы обработки на другую);

  4) комплектование технологических  цепочек по возможности на основе таких методов технологического воздействия, которые допускают их различную технологическую последовательность и др.

  1.2.История  развития ГПС

    На производительность труда  в машиностроении в значительной  мере влияет состав выпускаемого  металлорежущего оборудования по  степени его автоматизации, в  связи с чем необходимо определение  состава металлорежущего оборудования  на планируемый период и перспективу.  Многочисленные прогнозы и критический  анализ тенденций изменения состава металлорежущего оборудования с начала XX в. позволяют определить изменения, которые с ним произойдут.

   Первая половина XX в. характеризуется  углублением разделения производства  на серийное и массовое, которое  предъявляет различные требования  к составу металлорежущего оборудования. В единичном и серийном производствах  преобладали универсальные станки, большое количество приспособлений, высокая квалификация рабочего. В массовом производстве, наоборот, использовались узкоспециализированные  станки и автоматические линии. 

    Низкая производительность труда  при использовании универсальных  станков и невозможность использования  для быстроменяющихся объектов  производства оборудования массового  производства значительно тормозили  развитие всего производства. В  середине XX в. наметились два пути  решения указанной выше проблемы. С одной стороны — увеличение  партии одновременно обрабатываемых  деталей за каждую переналадку  за счет нормализации деталей  и унификации узлов, их обработки  группами, специализации производства; с другой стороны — создание  переналаживаемых оборудования  и автоматических линий.

Стремительный рост выпуска станков