Механизация и автоматизация производства

В современных условиях механизация и автоматизация производства носит комплексный характер и предполагает автоматизацию рабочих машин, технологических линии и блоков, широкое внедрение станков с числовым управлением, линий ЭВМ, программируемых роботов, а также самых дешевых устройств автоматизации - микропроцессоров. Внедрение механизации и автоматизации про­изводства позволило значительно повысить эффективность процесса производства.

Наибольшее значение в современных условиях имеет развитие гибких автома­тизированных производственных систем (ГАПС), обладающих огромными воз­можностями повышения эффективности как крупного, так и мелкосерийного мно­гономенклатурного производства. Внедрение таких систем позволяет увеличивать выпуск продукции при сокращении числа занятых, снижать брак и повышать гиб­кость производственных процессов. Такая автоматизированная система называется гибкой, поскольку дает возможность переходить на выпуск новой продукции без остановки производства, позволяет одновременно выпускать многономенклатурную (по моделям, модификациям) мелкосерийную продукцию, удовлетворяя требования каждого индивидуального покупателя.

Гибкие производственные системы (flexible- manufacturing systems) - это про­цессы производства, реализующие все достоинства высокой степени автоматизации без потери гибкости.

Современные производственные системы, обеспечивающие гибкость при автома­тизированном производстве, включают:

• системы автоматизированного проектирования;

• автоматизированные системы управления производством;

• промышленные роботы;

• автоматизированные складские системы;

• интегрированную автоматизированную систему управления производством.

1. Система автоматизированного проектирования - САПР (Computer-Assisted Desing - CAD) используется проектировщиками при разработке новых изделий и технико-экономической документации. Она позволяет значительно сократить время на разработку и изготовление чертежей проекта, которые раньше выполнялись вручную, и создает возможность разработки различных вариантов проектов для последующего выбора оптимального варианта. Компьютерная система дает возможность хранить документацию в памяти компьютера и по мере необходимости получать ее для внесения в проект изменений; переносить чертежи на бумажный носитель; вести проверку ошибок.

2. Автоматизированная система управления производством - АСУП (Computer -Assisted Manufacturing - САМ) - это ряд технологий, позволяющих управлять и контролировать работу производственного оборудования при помощи ЭВМ. Эта технология идет дальше обычной автоматизации в основном за счет обеспечения гибкости производственного процесса. Компьютер может передать на управляемую им единицу оборудования новый набор команд и изменить выполняемую оборудованием задачу.

3. Промышленные роботы (robots) представляют собой программируемые устройства для выполнения операций с материалами и рабочими инструментами, которые иначе пришлось бы выполнять рабочим. Применение роботов особенно эффективно при выполнении монотонных, повторяющихся операций, утомительных и изнурительных для рабочих. Они используются для выполнения операций, где требуется высокая степень стабильности, а также работ, опасных или не удобных для человека. Отличительное свойство роботов - возможность перепрограммировать и при необходимости «научить» новой работе.

4. Автоматизированные складские системы (Automated Storage and Retrieval systems - AS/RS) предусматривают использование.управляемых компьютером подъемно-транспортных устройств, которые закладывают изделия в склад и извлекают их оттуда по команде. Эти системы не только исключают ручной труд, но и позволяют экономить складские площади, ускорять складские операции и улучшать контроль за материально-техническими запасами, поскольку ЭВМ следит за местонахождением каждого изделия на складе. Эти системы называют также автоматизированными складами.

5. Сочетание вышеназванных технологий в одной системе, работающей под управлением интегрированной управляющей системы, называется интегрированной автоматизированной системой управления производством (ИАСУП), или компьютеризированным интегрированным производством (Computer-Integrated Manufacturing CIM). Оно предполагает применение гибких производственных систем, управляющих интегрированной системой управления производством. Начавшийся со второй половины 70-х годов процесс создания нового технологического базиса производства протекает в разных странах с различной интенсивностью. Наибольшее развитие он получил в фирмах США и Японии благодаря стремительному накоплению новых автоматизированных средств; автоматизированных систем проектирования продукции, технологического оборудования с программным управлением, ЭВМ и микропроцессоров, промышленных роботов.

Новые технологии повышают гибкость производства, позволяют сократить за­траты на переналадку оборудования, что обеспечивает экономичность производства небольших партий изделий.

Гибкие системы были разработаны в США, однако сейчас ведущие позиции в мире по их разработке и внедрению занимает Япония. Наиболее широко гибкая ав­томатизация используется японскими фирмами параллельно с совершенствованием производственного процесса, отладкой системы поставок, приспособлением конст­рукций изделий для автоматизированной сборки, подготовкой персонала.

В крупных американских компаниях основным путем повышения эффективности производства на базе гибкой автоматизации являются компьютеризация и расшире­ние использования автоматизированных систем сбора и обработки информации.

Японские фирмы первыми стали активно внедрять новейшие средства автома­тизации и прежде всего промышленные роботы. Первоначально были скопированы американские модели, а затем быстро налажено собственное производство, и к нача­лу 80-х годов Япония стала мировым лидером по масштабам национального парка робототехники. Это стало возможным благодаря государственным ассигнованиям на стадии конструирования и разработки опытных образцов.

Использование микроэлектроники стало массовым явлением. Еще недавно опера­ции, связанные с накоплением и обработкой информации, концентрировались глав­ным образом в вычислительных центрах и информационных подразделениях крупных компаний. Сейчас этот процесс охватывает все звенья производственной и управлен­ческой структуры. Поэтому решающими вопросами стали программное обеспечение и разработка технологии использования микропроцессоров. Некоторые программы уже издаются массовыми тиражами и активно используются для автоматизации конторских работ - обработки текстов, подготовки финансовых отчетов (в форме таблиц и графиков), учетной и отчетной информации, а также для осуществления расчетных операций, автоматизированного проектирования. Существенное значение приобрели вопросы доступа к источникам информации с помощью персональных компьютеров.

Ресурсосбережение

Политика ресурсосбережения направлена на общее снижение удельного потребления важнейших материальных ресурсов. Сниже­ние материало-, энерго- и металлоемкости наблюдается во всех развитых стра­нах: по промышленности в целом, отраслям и подотраслям, отдельным видам про­изводства и предприятиям.

Снижение энергоемкости и металлоемкости - не столько следствие движения цен на топливо и металлы на мировом рынке, сколько результат научно-технического прогресса. Определенную роль сыграла в ряде стран (Германия, Япо­ния, Англия и др.) государственная политика, направленная на стимулирование энергосбережения: содействие фирмам в организации экономного использования ресурсов, финансовая поддержка фирм, осуществляющих капиталовложения, на­правленные на сбережение энергии.

Снижение металлоемкости изделий сопровождается повышением эффективно­сти производства. При этом предполагается комбинирование традиционных видов технологического оборудования с электронной техникой, в частности, с вычисли­тельной. Появились и уже широко применяются комплексные машинотехнические системы - автоматические линии из станков с программным управлением, системы роботов, автоматизированное технологическое оборудование для отраслей с непре­рывным производственным процессом. Все такие системы основаны на использова­нии ЭВМ. Выпускаемые комплексные системы уже на этапе разработки учитывают индивидуальные потребности покупателя. Применение таких систем ведет к росту производительности труда, снижению капиталовложений и улучшению других эко­номических показателей.

При определении степени целесообразности автоматизации производства сопос­тавляются затраты на рабочую силу, на машины и оборудование, необходимые для выполнения примерно одинаковых функций. Эти расчеты служат обоснованием для принятия решения об автоматизации производства. Вместе с тем учитывается, что введение автоматизации сопряжено с затратами на оплату обслуживающего и управленческого персонала, творческих и высококвалифицированных работников.

Новые технологии облегчили задачу поиска путей снижения издержек, но в то же время огромные эксплуатационные расходы вынуждают фирмы искать более емкие, глобальные рынки, чтобы окупить вложенные средства. Большинство совре­менных коммерческих применимых технологий зарождается в ТНК. Сейчас процес­сы передачи технологии ускорились. Поэтому способность национальных произво­дителей разрабатывать свою или воспринимать иностранную технологию становит­ся все более важным условием их конкурентоспособности на мировых рынках.

Новые технологии предназначались в основном для сокращения издержек и ук­репления конкурентных позиций. Информационная технология уже интегрирована в производственные процессы во всех отраслях экономики развитых стран. Откры­тия в области биотехнологии и новых материалов воплощаются в коммерчески оп­равданные технологии.