3.2. Основные системы гибкого автоматизированного производства

Гибкое автоматизированное производство ГАП (CIM - Computer Integrated Manufacturing) обеспечивает способность оперативной перенастройки всего производства в целом для изготовления различных изделий (от проведения поисковых исследований до изготовления изделий), определенных петлей производственного цикла.

Полный сквозной цикл производства изделий в ГАП обеспечивается комплексом взаимосвязанных автоматизи-рованных систем (рис. 3.2.).

• планирования;

• исследований;

• конструкторской подготовки производства;

• технологической подготовки производства;

• изготовления продукции.

Рис. 3.2. Автоматизированные системы ГАП

Автоматизированная система управления производством АСУП (PPS - Productionsplanning sistem) обеспечивает разработку и оптимизацию режимов производственной деятельности предприятия по выпуску требуемой номенклатуры и объема продукции.

Автоматизированная система научных исследований АСНИ (CAE -Computer Aided Engineering) обеспечивает поисковые исследования с целью определения оптимальной номенклатуры и характеристик выпускаемых изделий, а также выполняет функции центра моделирования производственной системы для рационального управления производственным циклом.

Автоматизированная система конструкторской подготовки производства САПР К (CAD - Computer Aided Design) обеспечивает автоматизированное проектирование конструкций выпускаемых изделий и разработку всей необходимой конструкторской документации для их изготовления.

Автоматизированная система технологической подготовки производства САПР ТП (САРР - Computer Automated Processplanning) осуществляет автоматизированную разработку технологических процессов изготовления изделий, подготовку программ для оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), разработку средств производства (оборудования, оснастки, режущих и мерительных инструментов и др.), необходимых для выполнения разработанных технологических процессов..

Автоматизированная система изготовления продукции АСИ (САМ -Computer Aided Manufacturing) обеспечивает все операции по реализации разработанных технологических процессов и обеспечивает автоматизированное изготовление изделий на гибких производственных системах (ГПС).

Автоматизированная система контроля качества АУК (CAQ - Computer Aided Quality Control) обеспечивает автоматизированный контроль качества производственного процесса изготовления изделий в соответствии предъявляемыми требованиями.

Одним из важнейших преимуществ перечисленных автоматизированных систем является возможность организации автоматического обмена информацией в подразделениях предприятия, укрупненная схема которой приведена на рис. 3.3.

Рис. 3.3. Укрупненная схема организации обмена информацией в подразделениях предприятия

В ГАП для автоматического обмена информацией создается единое информационное пространство (ЕИП) для всех участников производственного цикла изделия.

В настоящее время бурное развитие получают новые информационные CALS-технологии сквозной поддержки продукции на всех этапах ее жизненного цикла (ЖЦ) от маркетинга до утилизации за счет информационного взаимодействия всех участников жизненного цикла каждого изделия, обеспечивающих его создание, изготовление и реализацию. В переводе аббревиатура CALS (Computer Acquisition and Life Cycle Support) означает "непрерывность поставок продукции и поддержки ее жизненного цикла".

Понятие "жизненный цикл изделия" введено в международных стандартах серии ISO 9004 (управление качеством продукции). Данное понятие включает в себя следующие этапы жизненного цикла изделия: маркетинг, поиск и изучение рынка, проектирование и/или разработку технических требований к создаваемой продукции, материально-техническое снабжение; подготовку и разработку конструкций изделий и технологических процессов их изготовления, производство, контроль, проведение испытаний, хранение, реализацию продукции, монтаж, эксплуатацию, техническую помощь в обслуживании, утилизацию после завершения использования продукции.

В соответствии с концепцией CALS процесс отслеживания информации об изделии на протяжении всего его жизненного цикла осуществляет интегрированная система предприятия PLM (Product Lifecycle Management) (рис. 3.4.).

Рис. 3.4. Единое информационное пространство участников жизненного цикла изделий

Базовой информацией единого информационного пространства является состав изготавливаемых на предприятии изделий. Ведение всей информации о составе каждого изделия осуществляется с помощью автоматизированной системы управления проектами PDM (Product Data Management), которая обеспечивает согласованную коллективную работу с конструкторско-технологической документацией, что позволяет хранить, обрабатывать и сопровождать информацию, содержащую необходимый комплекс данных об изделиях, изготавливаемых на предприятии (документацию, комплексы, сборочные единицы, детали, стандартные изделия, прочие изделия, материалы, комплекты). Это дает возможность одновременной работы всего коллектива разработчиков, руководителей и вспомогательных служб над проектом в период разработки, внедрения и производства изделий. PDM рассматривается как важнейший компонент интегрированной автоматизированной системы предприятия PLM (рис. 3.5).

Вопросы автоматизированной конструкторской и технологической подготовки, а также моделирования изделий автоматизированного производства приведены в курсах систем автоматизированного проектирования машиностроительных конструкций и технологических процессов. Поэтому в данном учебном пособии они не рассматриваются.

Автоматизированное изготовление изделий в условиях ГАП осуществляется с помощью гибких производственных систем. По определению ГОСТ 26228-85:

- гибкая производственная система (ГПС) - совокупность в разных сочетаниях оборудования с ЧПУ, гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающая свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик;

• гибкий производственный модуль (ГПМ) - единица технологического оборудования для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик с программным управлением, автономно функционирующая, автоматически осуществляющая все функции, связанные с их изготовлением, имеющая возможность встраивания в ГПС;

Рис. 3.5. Функциональная структура взаимодействия PDM и PLM-систем

• гибкий производственный участок (ГПУ), гибкая производственная линия (ГПЛ) - совокупность 2-х или более единиц основного технологического оборудования (ГП-модулей), объединенных автоматизированной системой управления и транспортно-накопительными системами (для заготовок, полуфабрикатов, изделий, инструментов, оснастки, отходов), переналаживаемых на изготовление изделий заданной номенклатуры в пределах технологических возможностей оборудования. Причем, в ГП-линиях организация движения потока изделий осуществляется последовательно от модуля к модулю, в ГП-участках поток изделий может быть независимым;

• гибкий производственный цех (ГПЦ) - комплекс ГП-линий, ГП-участков, ГП-модулей, предназначенный для выполнения технологических процессов и переналаживаемый на изделия заданной номенклатуры;

• гибкий производственный завод (ГПЗ) - комплекс ГП-цехов, ГП-линий, ГП-учасков, ГП-модулей.

Принято различать кратковременную и долговременную гибкость.

Кратковременная гибкость позволяет быстро переналаживать оборудование на производство различной продукции в рамках действующей производственной программы.

Долговременная гибкость обеспечивает возможность переналадки оборудования на производство новой, заранее не предусмотренной продукции.

.