Системы автоматизации дискретных производств.

Развитие процессов автоматизации дискретных производств происходило в рамках концепции гибкого автоматизированного производства (ГАП). В отличии от господствующей до этого концепции создания автоматических линий, ориентированных на массовое производство однотипных изделий, гибкая производственная система должна обладать возможностью лёгкой перенастройки оборудования на выпуск новой продукции. Этому способствовало широкое использование средств вычислительной техники, обеспечивающей простоту перенастройки технологических процессов за счёт перепрограммирования станов с числовым программным управлением (ЧПУ), роботов, автоматизированных транспортных систем и автоматизированных сладов.

ГАП — современная форма производства, обеспечивающее максимальную степень гибкости переналадки в отличие от остальных существующих типов. Гибкость ГАП обусловлена применением специальных станков — обрабатывающих центров (ОЦ), объединённых в гибкие производственные участки (ГПУ) системами обеспечения работоспособности. Системы условно можно разделить на технические и информационные. В состав ГПС входят следующие системы:

· АТСС — автоматизированная транспортно-складская система;

· АСИО — автоматизированная система инструментообеспечения;

· АСУО — автоматизированная система уборки отходов;

· АСУ — автоматическая система управления;

· АСК — автоматическая система контроля;

· САПР ТП — система автоматизированного проектирования технологических процессов (CAPP - computer-aided process planning);

· АСТПП — автоматизированная система технологической подготовки производства

· АСНИ — автоматизированная система научных исследований.

· Важной составляющей ГАП являются робототехнические комплексы, обеспечивающие манипуляцию заготовками и готовыми деталями и осуществляющие сборочные и сварочные операции на конвейерах.

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

Станки с ЧПУ, впервые появившиеся на рынке ещё в 1955 году. Массовое распространение началось лишь с применением микропроцессоров.

Промышленные роботы, впервые появившиеся в 1962 году. Массовое распространение связано с развитием микроэлектроники.

Роботизированный технологический комплекс (РТК), впервые появившиеся на рынке ещё в 1970-80 годы. Массовое распространение началось с применением программируемых систем управления.

Гибкие производственные системы, характеризуемые сочетанием технологических единиц и роботов, управляемые ЭВМ, имеющие оборудование для перемещения обрабатываемых деталей и смены инструмента.

Автоматизированные складские системы (англ. Automated Storage and Retrieval Systems, AS/RS). Предусматривают использование управляемых компьютером подъемно-транспортных устройств, которые закладывают изделия на склад и извлекают их оттуда по команде.

Системы контроля качества на базе ЭВМ (англ. Computer-aided Quality Control, CAQ) — техническое приложение компьютеров и управляемых компьютерами машин для проверки качества продуктов.

Система автоматизированного проектирования (англ. Computer-aided Design, CAD) используется проектировщиками при разработке новых изделий и технико-экономической документации.

На рис.9.5 приведён пример реализации ГАП на уровне участка станков с ЧПУ.

На складе 1 хранятся как заготовки, так и изделия (типа валов). Станки с ЧПУ 5 с пультами 4 расположены в два ряда, а между ними по рельсам перемещается (с четким позиционированием) промышленный робот 7. По периметру участка четырехугольником расположены роликовые конвейеры 2, связывающие участок с автоматизированным складом и позицией 8 контроля. За ней расположен отводящий конвейер для выдачи обработанных изделий. За задними бабками станков перпендикулярно линии центров и внешнему общему конвейеру проходят конвейеры-накопители 3, которые выводят изделия и заготовки на позиции обслуживания промышленным роботом. Стружка отводится специальным конвейером в бункер 6. По команде ЭВМ 9 заготовки выдаются со склада, автоматически передаются конвейером на каждый станок, устанавливаются роботом на станки, снимаются им и передаются на внешний конвейер, направляющий их на станцию контроля и затем на склад готовой продукции.

Планирование и увязка отдельных элементов плана с использованием ЭВМ (англ. Computer-aided Planning, CAP). САР — разделяется по различным характеристикам и назначениям, по состоянию примерно одинаковых элементов. Соединенная между собой отдельных элементов происходит по следующим правилам:

Физическая однородность измеряемых величин

Однотипные каналы связей между этими элементами

Совместимость соединений элементов.

Особенно широко используются ГАП на предприятиях машиностроения, производства вооружений, бытовой техники, электроники др.

Рис.9.5. Пример реализации ГАП на уровне участка станков с ЧПУ.

Четвёртый этап – (2010 г.) начало использования технологий Индустрия 4.0. Несмотря на активное внедрение различных видов инфокоммуникационных технологий (ИКТ), электроники и промышленной робототехники в производственные процессы, автоматизация промышленности, начавшаяся в конце XX века, носила преимущественно локальный характер, когда каждое предприятие или подразделения внутри одного предприятия использовали собственную (проприетарную) систему управления (или их сочетание), которые были несовместимы с другими системами.

Развитие интернета, инфокоммуникационных технологий (ИКТ), устойчивых каналов связи, облачных технологий и цифровых платформ, а также информационный «взрыв» вырвавшихся из разных каналов данных, обеспечили появление открытых информационных систем и глобальных промышленных сетей, выходящих за границы отдельного предприятия и взаимодействующих между собой. Такие системы и сети оказывают преобразующее воздействие на все сектора современной экономики и бизнеса за пределами самого сектора ИКТ, и переводят промышленную автоматизацию на новую четвертую ступень индустриализации.