Контрольная работа: Автоматизация поточного производства

к_в - коэффициент потерь времени на восстановление оборудования;

к_о - коэффициент организационных потерь времени;

Ф_i - фонд времени работы оборудования;

q_ij - производительность (потенциальная) оборудования.

Уровень автоматичности элементов ГПС характеризуется следующими показателями:

средней продолжительностью работы в автоматическом режиме (без вмешательства обслуживающего персонала);

средней продолжительностью обслуживания;

максимальной продолжительностью работы без поступления заготовок (полуфабрикатов) и инструмента извне.

Последний показатель определяется трудоемкостью обработки деталей, одновременно подаваемых на станок (при автоматической смене деталей - емкостью магазина заготовок), и ресурсом режущего инструмента (в частности, наличием подготовленных инструментов-дублеров).

При длительных циклах обработки (например, корпусных деталей) емкость магазина заготовок у станка обычного невелика (1-2 заготовки) и запас заготовок может поддерживаться за счет автоматической доставки заготовок (уже закрепленных в приспособлении) из центрального (или промежуточного) склада и установки их в магазин.

По мере совершенствования оборудования и интеллектуализации систем управления (введения функции автоматического измерения и внесения коррекции, активного контроля за состоянием режущего инструмента и автоматического перехода на инструмент-дублер) вмешательство оператора становится необходимым только для поддержания запаса инструмента и проведения переналадок.

Обеспечению бесперебойной работы ГПС способствует склад изделий, где хранятся заготовки и детали. Склад представляет собой определенное количество ячеек (как в местных накопителях, так и в нейтральном складе). Вместимость ячейки может быть принята равной размеру партии детали. Для надежного функционирования и упрощения оснастки проводится специализация ячеек, т.е. закрепление их за определенным оборудованием.

Одним из наиболее возможных критериев определения вместимости склада может служить вероятность его переполнения, т.е. сохранение работоспособности. Если принять вероятности переполнения склада для всех видов оборудования равными, средняя вероятность переполнения склада Р_ср будет равна:

,

где - вероятность переполнения ячеек, закрепленных за i-м оборудованием;

i = 1,..., n - количество оборудования.

Вероятность нахождения на складе N_i партии деталей определяется через коэффициент загрузки оборудования К_{з i} :

Р_i (m≤ N_i ) = 1 - К_{з i} ^{Ni + 1} .

Решив это уравнение, получим вместимость склада i-го оборудования N_i :

.

Суммарная вместимость склада N_{c кл} ГПС будет равна:

.

В промышленности сформировались два основных направления создания ГПС. Первое направление - создание ГПС на базе вновь изготавливаемого, а в ряде случаев - специально проектируемого нового оборудования (ГПС-Н). Однако реальные возможности изготовления оборудования для ГПС-Н и значительные единовременные капиталовложения на его приобретение не позволяют удовлетворить существующие потребности. Поэтому возникло второе направление - создание ГПС на базе уже имеющегося на предприятии действующего оборудования с ЧПУ (ГПС-Д). Это направление в ряде случаев экономически более целесообразно, поскольку единовременные капиталовложения сводятся к затратам на модернизацию основного оборудования, приобретение вспомогательного оборудования (АТСС, оргоснастки рабочих мест) и системы управления (вычислительной техники и программного обеспечения), а также на проведение реконструкции цеха (участка), что в совокупности составляет 15-25% общей стоимости ГПС из 30 станков токарной и сверлильно-фрезерной групп. Для многоцелевых станков эта доля еще ниже. В ряде случаев при создании ГПС-Д частично приобретается новое оборудование.

ГПС-Н предназначаются для решения конкретной технологической задачи, например изготовления деталей типа тел вращения, корпусных или плоских деталей определенных типоразмеров, а наиболее высокоавтоматизированные ГПС - для изготовления всего нескольких наименований деталей. ГПС-Н содержат небольшое (2-10) число станков. При их создании за счет рационального выбора оборудования можно сократить количество используемых моделей станков, что при сохранении технологических возможностей увеличивает надежность и гибкость системы в целом. Например, первый автоматизированный участок АУ-1 (завод "Станкоконструкция", Москва) для обработки деталей типа тел вращения состоял из 13 станков 8 моделей. Цель создания ГПС-Д - повышение эффективности использования уже имеющегося оборудования с ЧПУ, и вполне естественно желание предприятия сконцентрировать в ГПС как можно большее число станков. Поэтому ГПС-Д часто состоят из нескольких технологически не связанных или слабо связанных подкомплексов. Поскольку парк станков с ЧПУ на предприятии формируется постепенно и не всегда имеет возможность приобретения одинаковых станков, для ГПС-Д характерно разнообразие моделей оборудования, в том числе станков близкого технологического назначения. В ряде случаев станки одной модели имеют разные устройства ЧПУ, различную оснащенность и т.д. Это уменьшает гибкость и надежность работы ГПС и существенно усложняет вопросы управления, однако ГПС-Д являются практически единственным средством повышения эффективности использования имеющегося парка станков с ЧПУ.

2. Особенности управления автоматическими поточными линиями, гибкими автоматизированными системами на РУП "МТЗ"

Производственный процесс изготовления продукции на РУП "Минский тракторный завод" имеет разные типы производства: крупносерийное производство (изготовление унифицированных деталей и узлов тракторов на базе "Беларус" - 80/82 на специальном высокопроизводительном оборудовании в основных цехах); серийное производство (изготовление оригинальных деталей и узлов энергонасыщенных тракторов, спецмашин, малогабаритной техники на гибком оборудовании).

Различные типы производства на РУП "МТЗ" и организация соответствующих мощностей позволили эффективно и быстро создать широкий спектр моделей тракторов и лесных машин от 5 л. с. до 300 л. с., наладить их производство и реагировать на адаптацию этих тракторов к запросам рынков в разных регионах мира. Структурная схема производственного процесса представлена на рисунке 1.

Для обеспечения законченного цикла изготовления продукции на РУП "МТЗ" существует несколько самостоятельных производств: металлургическое производство; кузнечное производство: холодноштамповочное производство; механообрабатывающее производство; термическое производство; сварочное производство: сборочное производство; производство защитных покрытий.

Металлургическое производство завода объединяет: литейное и кузнечное производство, в том числе пять литейных цехов, кузнечный, модельный и цех заготовки шихты.

Плавильные отделения литейных цехов для выплавки чугуна оснащены вагранками производительностью 20 тонн/час, индукционными миксерами "Пикс". В ближайшей перспективе предусмотрена замена ваграночной плавки на плавку в индукционных печах, это позволит получать чугун заданного химического состава с необходимыми механическими свойствами.