ГПС. Их назначение и классификация.

Одной из тенденций развития технологии изготовления деталей в серийном производстве является применение и использование в промышленности ГПС (гибких производственных систем).

Гибкие системы создавались для автоматизации мелкосерийного, серийного производства. При этом выравнивалась разница по производительности и мобильности с КС и массовым производством до определенного оптимума.

ГПС позволяет ликвидировать незавершенное производство, увеличить рентабельность его за счет увеличения производительности в 4 … 8 раз, а также позволяет осуществлять принцип в технологии «Делай вовремя».

ГАУ – гибкий автоматизированный участок.

ГАЦ – гибкий автоматизированный цех.

ГАЗ – гибкий автоматизированный завод.

ГПМ – гибкий производственный модуль.

ГПЯ – гибкая производственная ячейка.

ГАЛ – гибкая автоматическая линия.

ТО – технологическое оборудование.

Согласно ГОСТ 26.228-90 ГПС представляет собой управляемую средствами вычислительной техники совокупность технологического оборудования (ТО), состоящую из ГПМ в сочетании ГПЯ и других видов, автоматических систем технологической подготовки производства и системы обеспечения, функционирования, обладающая свойством автоматизированной переналадки при изменении программы производства изделий, разновидность которой ограничена технологическими возможностями оборудования.

ГПМ – единица ТО, автоматически осуществляющая технологические операции, в пределах его технических характеристик, способная работать автономно или в составе ГПС, или ГПЯ.

ГПЯ – управляемая средствами ВТ совокупность нескольких ГПМ и системы обеспечения функционирования, осуществляется комплекс технологических операций, способных работать автономно и в составе ГПС при изготовлении изделий в пределах подготовки запаса заготавливают и РИ.

Промежуточным элементом ГПС является ГАЛ. ГАЛ отличается от ГАУ тем, что в ней операции располагаются в строгой последовательности ТП.

Операция ГПС служит для выполнения одой или нескольких операций обработки деталей. Предметная ГПС изготавливает отдельные детали, сб. единицы, а узловая изготавливает компоненты деталей, сб. единиц и осуществляет их сборку.

1-ый уровень автоматизации: При нем осуществляется автоматизированная переналадка оборудования при изготовлении освоенных изделий.

2-ой уровень автоматизации: Характеризуется автоматической переналадкой при изготовлении освоенных изделий.

3-ий уровень автоматизации: Когда производится автоматизированная переналадка при изготовлении новых изделий.

1 – МЦС – многоцелевой станок

2 – Тактовые (приемные) столы

3 – монорельс

4 – трансробот

5 – промежуточный накопитель

6 – автоматизированный склад

7 – диспетчерский пункт (ЭВМ)

8 – участок сборки приспособлений

Основным оборудованием ГПС являются МЦС, ГПЛ, ГПЯ, модули, сборочные автоматы, установки ТД и т.д.

Оборудование АТСС, принадлежит автоматизированному складу.

Вспомогательное оборудование – это промышленные роботы, тактовые столы, моечные машины, верстаки, тумбы и т.д.

Цель создания ГПС: ГПС создается в МС, СС, КС производствах с целью:

1. увеличения производительности труда.

2. улучшения условий труда.

3. снижения себестоимости изготавливаемой продукции при заданных программах производства и требований качества продукции.

Первая цель достигается уменьшением t шт., увеличением эффективного времени работы оборудования

Третья цель достигается уменьшением себестоимости изготовления - за счет устранения брака и незавершенного производства, а также уменьшением затрат при обновлении продукции.

Структуры ГПС

Структуры ГПС являются инструментом проектирования ГПС и служат для расчета ГПС. По функционально-целевому назначению структуры ГПС делятся:

® ПС определяет состав операций, а, следовательно, состав МТП (маршрутного технологического процесса) по обработки конкретного изделия.

® ТС определяет состав технологического оборудования.

Между ПС и ТС имеются только горизонтальные связи (функциональные, технологические связи и д.р.)

® КС определяет состав вспомогательного оборудования и его взаимосвязь с основным технологическим оборудованием.

® ИУС – система обеспечения управления ГПС. Управление происходит материальными потоками (поток заготовок, готовых изделий, РИ) и информационными потоками.

Между КС и ИУС есть как горизонтальные, так и вертикальные связи. ИУС работает по иерархической системе управления.

Задача ПТС – определить состав основного технологического оборудования и его технологические возможности. ПТС характеризуется ПТ Потенциалом, под которым понимается совокупность производительностей при изготовлении n – групп деталей или k–х деталей на данной ГПС, а также их технологические возможности.

где n – число конструктивно-технологических групп;

k – k-ая деталь группы;

Р – потенциал;

– производительность Д₁-детали:

/за 1 час/

К_Т.И. – коэффициент технического использования;

/годовая/

ОТС – ее задачей является определение состава вспомогательного оборудования и расчет площадей, необходимых для размещения основного и вспомогательного оборудования ГПС.

ОТС характеризуется ОТ Потенциалом, определяющим степень автоматизации будущей ГПС и ее универсальность.

где n – число групп, которые можно обработать на данной ГПС;

А – коэффициент, определяющий степень механизации ГПС в ТС;

где К_о – капитальные затраты на основное технологическое оборудование;

С_зп – затраты на ЗП всех рабочих в ГПС;

Е_н – нормативный коэффициент, Е_н = 0,6…0,9;

Т.к. основу любой ГПС составляет выбор ПТС, в которой в основном ~50% стоимости составляет технологическое оборудование, поэтому выбор любой ГПС уже определяется стоимостью технологического оборудования.

ГПС: 50% – технологическое оборудование;

25% – технологическая оснастка (РИ, приспособления, …)

15% – транспортные системы;

10% – ЭВМ, управление структуры.

Целевой функцией при ТЭО выбора ПТС являются превентивные затраты по тому или иному варианту ГПС.

З_п =С_з + Е_н·К_о,

где С_з – себестоимость (технологическая) изготовления продукции в ГПС,

Е_н – нормативный коэффициент, Е_н = 0,15,

К_о – капитальные затраты на оборудование.

Для малолюдной технологии критерием является приведенные народно-хозяйственных затраты:

З_п.н =С_з + Е_н·К_о+ Е_п·H·L;

где Е_п – нормативный коэффициент использования трудовых резервов;

H – ЗП одного высвобожденного рабочего;

L – число высвобожденных рабочих.

М – число МТП для той или иной структуры ГПС.