Повышение нестабильности рынка, усиление конкурентной борьбы за потребителя между производителями, практически неограниченные возможности научно-технического прогресса привели к частой сменяемости продукта. Главным фактором в конкурентной борьбе стал фактор времени. Фирма, которая может за короткий срок довести идею до промышленного освоения и предложит потребителю высококачественный и относительно дешевый товар, становится победителем.
Быстрая сменяемость продукции и требования ее дешевизны при высоком качестве приводит к противоречию:
- с одной стороны, низкие производственные издержки (при прочих равных условиях) обеспечиваются применением автоматических линий, специального оборудования;
- но с другой стороны, проектирование и изготовление такого оборудования нередко превышают 1,5 - 2 года (даже в настоящих условиях), то есть к моменту начала выпуска изделия оно уже морально устареет.
Применение же универсального оборудования (неавтоматического) увеличивает трудоемкость изготовления, то есть цену, что неприемлется рынком.
Такая ситуация возникла в 60-х годах нашего столетия и, естественно, перед станкостроительными фирмами стала задача создания нового оборудования, которое бы удовлетворяло следующим требованиям:
- универсальности, то есть легкопереналаживаемости (функциональной инвариантности);
- автоматизации;
- автоматической переналаживаемости по команде с управляющей вычислительной машины (УВМ);
- встраиваемости в автоматические линии и комплексы;
- высокой точности;
- высокой надежности;
- автоматической подналадки (корректировки) инструмента в процессе выполнения операции и т.д.
И такое оборудование было создано.
Одним из направлений внедрения достижений научно-технического
прогресса и решения задач обновления и расширения ассортимента
выпускаемой продукции является создание гибких производственных
систем (ГПС).
ГПС в соответствии с государственным стандартом представляет
собой совокупность в разных сочетаниях оборудования с числовым
программным управлением, роботизированных технологических комплексов,
гибких производственных модулей, отдельных единиц технологического
оборудования и систем обеспечения их функционирования в автоматическом режиме в течение заданного интервала времени, обладающих свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры в установленных пределах значений их характеристик.
ГПС предназначена для выполнения основных производственных процессов (заготовительных, механических и других видов обработки и сборки). Такая система обладает способностью быстрой переналадки для изготовления различных изделий данного конкретного производства. Гибкие производственные системы применяются в различных типах производства и различаются по характеру выпускаемой продукции и видам выполняемых работ, по количеству и масштабу агрегатов, объединенных в систему, по степени автоматизации отдельных элементов и всей системы в целом, уровням организационной структуры и другим признакам.
По организационным признакам различают следующие виды ГПС:
• гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) — гибкая производственная
система, в которой технологическое оборудование расположено
в принятой последовательности технологических операций;
• гибкий автоматизированный участок (ГАУ) — гибкая производительная
система, функционирующая по технологическому маршруту,
в котором предусмотрена возможность изменения последовательности
использования технологического оборудования;
• гибкий автоматизированный цех (ГАЦ) — гибкая производственная
система, представляющая собой в различны'х сочетаниях совокупность
гибких автоматизированных и роботизированных технологических
участков для изготовления изделий заданной номенклатуры;
• система обеспечения функционирования технологического оборудования
ГПС — совокупность в общем случае взаимосвязанных автоматизированных
систем, обеспечивающих проектирование изделий,
технологическую подготовку их производства, управление гибкой
производственной системой при помощи ЭВМ и автоматическое перемещение
предметов производства и технологической оснастки.
В общем случае в систему обеспечения функционирования ГПС
входят', автоматизированная транспортно-складская система (АТСС),
система автоматизированного контроля (САК), автоматизированная
система удаления отходов (АСУО), автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО), автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП); автоматизированная
система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного
проектирования (САПР), автоматизированная система технологической
подготовки производства (АСТПП), автоматизированная система управления
ГПС (АСУ ГПС) и др. Обязательным требованием при проектировании ГПС является обеспечение блочно-модульного принципа. Составные части ГПС и ее
возможные организационные структуры представлены на рис. 4.7.
В общем случае в систему обеспечения функционирования ГПС входят', автоматизированная транспортно-складская система (АТСС), система автоматизированного контроля (САК), автоматизированная система удаления отходов (АСУО), автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО), автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУТП); автоматизированная система научных исследований (АСНИ), система автоматизированного проектирования (САПР), автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП), автоматизированная система управления ГПС (АСУ ГПС) и др.
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.