2.1.1. Производительность ГПС
Это важнейший показатель эффективности производственного процесса. Наиболее надежным и удобным количественным критерием производительности являлась производительность, измеряемая количеством изделий, произведенных в единицу времени (шт/ч), или ее обратная величина – трудоемкость изготовления конкретного изделия.
Привязка этих показателей к конкретному изделию делает их малоэффективными для оценки производительности процесса, с выхода которого снимаются разные изделия. ГПС производит не только разные детали, но и разное их число в единицу времени.
Производительность нельзя рассматривать без таких понятий как гибкость и мобильность.
2.1.2. Понятие о гибкости автоматизированного производства
Гибкость:
o возможность обрабатывать на одной и той же технологической линии различные детали в различных сочетаниях;
o возможность изменения в любой момент стратегии производства в зависимости от необходимости;
o модифицирование обрабатываемых деталей без привлечения дополнительных значительных затрат;
o изменение состава технологической линии в зависимости от требований;
o повторное использование значительного процента существующих капиталовложений в том случае, если приходится полностью менять тип продукции.
Гибкость и производительность – это такие два фактора, которые очень трудно объединять, и поэтому только из анализа этих факторов можно определить их оптимальное соотношение для объединения, и этот анализ должен выполняться совместно конструктором и потребителем.
Этот анализ должен способствовать определению того, как и насколько гибкая система производства может влиять и сокращать себестоимость продукции, где под себестоимостью продукции понимается как прямая стоимость производства, так и все косвенные затраты производства, которые могут быть изменены благодаря применению этой новой современной системы производства.
Гибкие производственные системы обычно состоят из определенного количества станков, системы транспортировки и разгрузки деталей и системы управления, состоящей из одной или нескольких ЭВМ и соответствующего математического обеспечения.
Станки могут быть специализированные или универсальные, одинаковые или различные, более или менее гибкие, оснащенные или нет какой-либо особенной аппаратурой.
Система транспортировки может быть организована для транспортировки деталей, оснастки, палет (спутников) или же только для перевозки деталей; может быть более жесткой (например, линия на роликах с приводом), или же более гибкой (например, самоходные тележки на рельсах или с управлением по проводу; может выполнять только подачу отдельных деталей, а затем роботы будут забирать эти детали и закреплять или снимать их на оснастке станков.
Может, наконец, выполнять перевозку только деталей, либо также и перевозку инструментов.
Система управления может быть простейшей (управление только одним движением тележек или деталей) или может усложняться и быть системой, которая управляет программой обработки деталей, магазином с инструментами, качеством обработки, стратегией, - которые изменяются в зависимости от требований производства; наконец, может быть сложнейшей системой комплексного управления цехом со всеми его составными частями.
2.1.2.1. Характерные элементы гибкости
а) на уровне модуля обработки (станка):
- способность выполнять различные операции для одной и той же детали;
- способность выполнять одинаковые или различные операции для разных деталей;
- способность самонастройки при возникновении критической ситуации (например изменения толщины срезаемого металла, поломка режущего инструмента и т.д.).
- способность самоконтроля выполненных операций (например, диаметр отверстий) и последующего принятия решений;
- способность заменять те модули обработки, которые вышли из строя;
- способность самоуправления некоторыми из общепринятых устройств (электронный щуп, устройство контроля инструмента, устройство очистки палет и т.д.).
б) на уровне модуля перемещения:
- способность обслуживать разные пункты в различных последовательностях;
- способность перемещения различных деталей;
- способность функционировать как автоматически, так и в ручном режиме.
в) на уровне модуля управления (центрального):
- способность управлять системой с целью приспособления ее на различные производственные номенклатуры;
- способность оптимизировать применение обрабатывающих машин как в нормальных условиях, так и при возникновении поломок и неисправностей;
- способность взаимодействия (диалога) со всеми местными средствами автоматизации (станков, системы транспортировки и т.д.), обеспечивая для них выдачу информации или каких-либо средств (например, инструментов) с целью обеспечения функционирования системы при изменении стратегии производства.
г) на уровне системы в целом:
- возможность увеличения производственной мощности и наращивания средств автоматизации в различные периоды, в зависимости от нужд предприятия и посредством только добавления модулей и не имея незагруженных модулей;
- допустимость неисправностей на большей части из всех модулей системы (резервирование);
- возможность подсоединения системы к системам центральных ЭВМ предприятия.
- В зависимости от количества выпускаемой продукции и от ее номенклатуры системы могут приобретать соответствующие характеристики.
Так, при широкой номенклатуре и невысоких количествах отдельных видов продукции, будем иметь систему, ориентированную на обрабатывающие центры с максимальной гибкостью и относительно ограниченной производительностью.
Узкая номенклатура продукции и большие количества отдельных видов продукции означают, что система будет ориентирована главным образом на высокую производительность при некоторых потерях своей гибкости.
Наилучший путь, по которому следует идти при выборе какой-либо гибкой системы, это постепенный переход от простой, очень гибкой системы, способной расти и увеличивать производительность, и которая будет ступень за ступенью расширяться в зависимости от требований производства данного предприятия.
2.1.2.2. Виды гибкости
Машинная гибкость – легкость перестройки технологических элементов ГПС для производства заданного множества типов деталей.
Гибкость процесса – способность производить заданное множество типов деталей (возможно из различных материалов) разными способами.
Гибкость по продукту – способность быстрого и экономичного переключения на производство нового продукта.
Маршрутная гибкость – способность продолжать обработку заданного множества типов деталей при отказах отдельных технологических элементов ГАП.
Гибкость по объему – способность ГПС экономически выгодно работать при различных объемах производства.
Гибкость по расширению – возможность легкого расширения ГПС за счет введения новых технологических элементов.
Гибкость работы – возможность изменения порядка операций для каждого из типов деталей.
Гибкость по продукции – все разнообразие изделий, которое способна производить ГПС.
Все эти компоненты фактически не независимы; определяющими являются машинная и маршрутная гибкости.
Внешняя гибкость – число различных деталей, которые могут быть обработаны «экономично»
Внутренняя гибкость – способность ГПС экономично обрабатывать данный ассортимент деталей в быстроменяющейся последовательности их типов.
Структурная гибкость – определяется формой организации обработки.
Параметрическая гибкость – зависимость от технологических параметров оборудования.
2.1.3. Эффективность работы ГПС
Высокая степень гибкости производственных систем и дополнительные затраты, необходимые для их внедрения, требуют тщательного и всестороннего анализа экономической эффективности их использования.
Экономический эффект внедрения ГПС не всегда можно определить простым сравнением только стоимости и других показателей основного оборудования и агрегатов. Попытки применить традиционные формулы для подсчета экономической эффективности внедрения ГПС часто приводят к отрицательному результату. Объединение в одной системе металлообработки, контроля качества, транспортировки, и др. не просто складывает, а нелинейно увеличивает экономический эффект.
Опыт показывает, что эффективность ГПС возрастает с годами в течение определенного периода после первоначальных капитальных вложений.
Это результат следующих факторов:
1. приобретения опыта эксплуатации ГПС;
2. ранее внедренные ГПС позволят обновлять производство за счет совершенствования ЭВМ, программного обеспечения и отчасти станков (повышение скорости обработки данных, увеличение объема памяти ЭВМ, развитие микропроцессорной техники и т.д.);
