Операційний менеджмент - Капінос Г. І. - 5.2.3. Особливості створення та експлуатації гнучких виробничих систем

Під гнучкістю виробництва розуміють його здатність без будь-яких суттєвих змін техніки, технології та організації виробництва забезпечувати освоєння нових виробів в найкоротший термін і з мінімальними затратами праці та матеріальних ресурсів незалежно від зміни конструктивних і технологічних характеристик виробів.

Основний показник - ступінь гнучкості - визначається кількістю витраченого часу та необхідних додаткових витрат при переході на випуск нової продукції.

Виділяють чотири основних групи гнучкого виробництва. Перша група передбачає жорстку технологію виробництва для виготовлення однієї деталі. По закінченню випуску деталі обладнання не може використовуватись для виготовлення нової. Друга група заснована на технології виробництва, яка може перебудовуватись. Обладнання може використовуватись для виготовлення нового виробу. Прикладом може служити автоматична лінія з агрегатних верстатів. Третя група заснована на переналагоджувальних технологічних процесах та обладнанні, призначеному для одночасного випуску групи деталей. Щоб перейти на виготовлення деталей конкретного типу, потрібна перебудова, регулювання окремих вузлів, а також заміна деяких пристроїв з наявного комплекту. Переналагодження потребує більш короткої зупинки виробництва , ніж перебудова (1-5 хвилин). До цієї групи відносяться верстати-автомати, автоматичні лінії на їх базі або на базі спеціалізованих верстатів. Четверта група заснована на гнучкій технології виробництва та обладнанні, пристосованому до високого рівня автоматизації. Для переходу на випуск нового виробу переналагодження не потрібно. Ступінь гнучкості обмежена технічними параметрами і технологічним призначенням обладнання. Прикладом є інтегровані виробничі системи, що мають зворотний зв'язок з керуючою центральною ЕОМ.

Переваги гнучкого виробництва в порівнянні з традиційним: підвищується мобільність виробництва, скорочуються терміни освоєння нової продукції, підвищується продуктивність праці, скорочується виробничий цикл, знижуються витрати на виробництво.

Гнучка виробнича система (ГВС) - це сукупність в різних сполученнях обладнання з ЧПУ, роботизованих технологічних комплексів (РТК), гнучких виробничих модулів, окремих одиниць технологічного обладнання з ЧПУ і систем забезпечення їх функціонування в автоматичному режимі протягом заданого інтервалу часу. ГВС дає змогу автоматизованому переналагодженню при виробництві виробів довільної номенклатури у встановлених межах значень їх характеристик. ГВС призначена для виконання основних виробничих процесів (заготівельних, механічної обробки та складання).

На рис. 5.3 показано складові частини гнучкої виробничої системи та можливі організаційні структури. Основними елементами ГВС є гнучкий виробничий модуль (ГВМ), РТК і система забезпечення функціонування. Гнучкий виробничий модуль - це здатність одиниці автоматичного обладнання (з ЧПУ) автоматично переналагоджуватись і автономно функціонувати, оснащеність її автоматизованими пристроями завантаження заготовок, видалення відпрацьованої деталі, відходів, подачі та заміни інструменту, вимірів та контролю в процесі обробки, а також пристроями діагностики поломок і відмов в роботі.

Роботизований технологічний комплекс - це сукупність одиниць технологічного обладнання, промислового робота та засобів їх оснащення, автономно функціонуюча та здійснююча багатократні цикли. РТК повинні мати автоматизоване переналагоджування та можливість впровадження в систему.

Рис. 5.3. Структура гнучкої виробничої системи

Основними характеристиками ГВМ і РТК є: здатність працювати автономно, без допомоги людини; автоматичне виконання всіх основних і допоміжних операцій; гнучкість; простота налагодження, усунення відмов основного обладнання та систем управління; сумісність з обладнанням традиційного та гнучкого виробництва; високий ступінь завершеності обробки деталей; висока економічна ефективність при правильній експлуатації та інші.

Існують ГВС повного технологічного циклу, на якій деталі або вироби обробляються зі стовідсотковою готовністю для складання, та ГВС неповного циклу, коли для завершення виготовлення деталі потрібні додаткові операції на обладнанні поза цієї системи. ГВС можуть бути представленні у вигляді гнучких автоматизованих ліній (ГАЛ) , обладнання яких розташоване по технологічному маршруту в заданій послідовності, та гнучких автоматичних дільниць (ГАД), в яких допускається вільне розташування обладнання в будь-якій послідовності та гнучких автоматичних цехів (ГАЦ).

Інтеграція ГВМ та РТК, потім ГАЛ, ГАД та ГАЦ, функціональних підсистем САПР, АСУТП в єдину виробничу систему перетворюють її в гнучке автоматизоване виробництво (ГАВ).

Повністю інтегровані гнучкі виробництва ще не побудовані. Початок цьому покладено впровадженням ГВС. Так, побудовані типові комплексно-автоматизовані дільниці з обладнання з ЧПУ, з використанням комп'ютерної техніки, призначені для обробки деталей типу тіл обертання.

Впровадження гнучких автоматизованих комплексів і виробництв дає не тільки великий економічний ефект, підвищує віддачу основних фондів, але й викликає соціально-економічні зміни в виробництві. Полегшується праця, забезпечується її безпека, покращується охорона середовища, усувається різниця між розумовою та фізичною працею, покращуються умови проживання та побуту населення.

Реалізація гнучких автоматизованих виробництв дозволяє: забезпечити швидку перебудову виробництва на випуск нової продукції; збільшити коефіцієнт змінності до 2,5-2,8, а коефіцієнт використання обладнання - до 0,85-0,9; покращити умови праці, зменшити обсяг ручних робіт, збільшити продуктивність праці та знизити собівартість продукції.

Основна концепція подальшої автоматизації промислових підприємств - інтеграція управління підприємством, технологічними процесами, виробництвом в цілому в єдиній системі на основі комп'ютерної техніки. Це створює передумови для побудови заводів-автоматів у майбутньому.