Технические науки/12. Автоматизированные системы управления на производстве

К.т.н. Митин Э.В., К.т.н Сульдин С.П.

Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Россия

Повышения производительности труда за счет автоматизации основных и вспомогательных производственных процессов

Под производительностью труда понимается количество продукции, изготовляемое в конкретный период времени, определяемый затратами рабочего времени на единицу продукции. Затраты труда измеряются рабочим временем.

Рост производительности труда означает увеличение продукции, вырабатываемой в единицу рабочего времени, за счет экономии труда, затрачиваемого на единицу продукции. Практически ни одна отрасль промышленности, ни одно предприятие не могли бы развить требуемых темпов, если бы не опирались на систематическое повышение производительности труда. Производительность труда определяется в первую очередь его техническим вооружением, техническим прогрессом.

При организации нового производства закладывается более высокая производительность, так как при проектировании его учитываются все современные достижения. На действующих предприятиях радиопромышленности рост производительности труда обеспечивается путем реконструкции и модернизации технологических процессов и оборудования, внедрения комплексной механизации и автоматизации.

Механизация и автоматизация процессов существенно меняет содержание производственного процесса в отношении как режимов выполнения, так и воздействия на изделие. Физическая сущность технологического процесса или операции, принципы управления ими и оптимальные режимы исследуются в основном в лабораторных условиях. В цех переносят только отработанные процессы.

Установление наивыгоднейшего уровня автоматизации и механизации определяется технико-экономическим расчетом по известным показателям (производительности, себестоимости, приведенным затратам, сроку окупаемости капиталовложений и др.).

В настоящее время многие западные компании предлагают системы автоматизации производственных процессов. Продукции компании включают системы, начиная от роботизированных производственных модулей и гибких палетных контейнеров до полностью автоматизированных гибких производственных систем масштаба предприятия.

В современных условиях уровень автоматизации производства непрерывно повышается. Ручные и машинно-ручные процессы заменяются механическими и автоматизированными. Концентрация операций и внедрение многопозиционных методов обработки изделий в сочетании с автоматизацией производственных процессов создают предпосылки роста производительности труда, повышения эффективности производства.

В нашей стране широкое распространение получили, такие системы автоматизации производственных процессов, как автоматические поточные линии, узко ориентированные на изготовление определенного вида изделий. Но, подобные средства автоматизации можно использовать только там, где производство носит массовый, устойчивый характер.

Однако в промышленности крупносерийное и массовое производство составляет лишь 20%, а единичное, мелкосерийное и серийное производство - 80 %. В целях разрешения противоречий, обусловленных, с одной стороны, мелкосерийностью объектов производства, а с другой, крупными масштабами самого производства, применяются перенастраиваемые гибкие системы групповой автоматизации основных и вспомогательных технологических процессов. К ним относятся промышленные роботы, роботизированные производственные модули (РПМ), гибкие производственные системы (ГПС).
Роботизированные, автоматизированные производственные модули являются первым шагом автоматизации предприятия.

Достоинства, которыми обладает автоматизация производственных процессов очевидны:

- существенное повышение качества продукции за счет исключение влияния человеческого фактора на поточных производствах;

- освобождение человека от малоквалифицированного и монотонного труда;

- уменьшение капитальных вложений, уменьшение расходов на заработную плату.

Роботизированные производственные модули (РПМ) позволяют повысить коэффициент использования имеющегося парка оборудования при небольшом объеме инвестиций. РПМ предназначены для работы с различным оборудованием, станками с ЧПУ, в том числе с обрабатывающими центрами. РПМ позволяют быстро и просто адаптироваться к сегодняшним быстро меняющимся требованиям к производству. РПМ обеспечат: простой переход от одного типа изделий к другому, большой выбор вспомогательных приспособлений и инструментов, быстрый и простой монтаж.

Задачи, которые роботы решают в настоящее время на промышленных предприятиях можно разделить на две группы:

- манипуляции с заготовками и изделиями: загрузка, выгрузка, сборка;

- манипуляции с инструментом: обработка заготовок с помощью различных инструментов, измерения.

Измерительные операции являются частью повседневных задач всех предприятий. Роботы, входящие в комплекс автоматизации производственных процессов, способны облегчить их выполнение. Для выполнения измерительных операций роботы оснащаются оптическими или контактными датчиками. Робот, в соответствии с заложенной в нем программой, перемещает датчик от одной точки контролируемого изделия к другой и по результатам измерения выдается отчет в электронной или печатной форме.

Во время  применения такой системы автоматизации производственных процессов отпадает надобность в отправке изделий на специальные пункты контроля качества соответствующие процедуры можно осуществлять непосредственно на конвейере, не прерывая производственного процесса.

Еще одним этапом автоматизации является эффективное использование складских помещений за счет возможности хранения на нескольких уровнях. Многоуровневые системы с их большой вместимостью и минимальными требованиями к площади помещений легко интегрируются с различными металлообрабатывающими станками и вспомогательным оборудованием. Возможна интеграция станков с различными размерами палет или различной высотой стола. Многоуровневая ГПС позволяет интегрировать системы управления материальными ресурсами, станки, обслуживаемые вручную, роботизированные модули, а также различные производственные устройства.

Программное обеспечение системы управления производством, автоматизации производственных процессов, представляет собой управляющее звено ГПС, которое может быть адаптировано к требованиям конкретного производства. Система управления производством (СУП) для автоматизации производственных процессов применима к различным производственным профилям и типам производства - от массового до мелкосерийного.

Функциональность системы зависит от выбора модулей программного обеспечения и их конкретной конфигурации. СУП поддерживает гибкую организацию и планирование производства, предоставляя важную производственную информацию в четком и понятном формате.

Основные функции СУП распределены между приложениями-модулями, состоящими из управляющих приложений для операторов оборудования и модуля для планирования, которые используются работниками, ответственными за планирование и управление производством.

Мощная система планирования, основанная на работе систем автоматизации основных и вспомогательных производственных процессов в настоящее время является залогом успеха в работе с заказами, позволяет определять приоритет заказов в реальном режиме времени.